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出版者:中国农业出版社

作者:本社

出品人:

页数:117

译者:

出版时间:2006-3

价格:6

装帧:简裝本

isbn号码:9787109102989

丛书系列:

图书标签:

• 棉花生产
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《精妙机械设计：结构、材料与动态分析》 图书简介 本书聚焦于现代机械工程领域的核心——精妙的机械设计，旨在为工程专业人士、高级技术学生以及对复杂机械系统运作原理有深入探究需求的读者，提供一套全面、系统且极具实践指导价值的知识体系。我们深知，成功的机械设计绝非简单部件的堆砌，而是结构力学、材料科学、动力学与制造工艺之间复杂平衡的艺术。本书正是围绕这一核心理念展开论述。 第一部分：基础理论的深度重构与应用 本书伊始，便对机械设计中的基础理论进行了深入的挖掘与现代化阐释。我们摒弃了传统教材中偏重公式推导而忽视实际工程背景的叙述方式，转而采用“问题驱动”的模式。 1. 材料的性能与选择的决策树： 深入剖析了金属、聚合物、复合材料及新型陶瓷材料在不同应力状态（疲劳、蠕变、冲击）下的本构关系。重点介绍了如何利用先进的材料数据库和有限元模拟结果，为特定工况（如极端温度、高频振动或生物相容性要求）构建“材料-性能-成本”的优化决策树。讨论了增材制造（3D打印）对传统材料选择范式带来的颠覆性影响，尤其是在复杂晶体结构和梯度材料设计上的应用。 2. 结构强度分析的现代工具箱： 传统静力学分析被提升到基于可靠性理论和概率分析的高度。详细阐述了失效概率计算、断裂力学在构件寿命预测中的应用，特别是如何处理应力集中和表面完整性对疲劳寿命的决定性影响。针对复杂应力场的分析，我们提供了使用高级非线性有限元软件（如ABAQUS, ANSYS）进行塑性分析、接触分析和冲击响应模拟的详尽案例和技巧，强调预处理、网格划分策略和后处理结果验证的重要性。 第二部分：关键机构的优化设计与动态行为 本部分是本书的核心，着重探讨了机械传动与运动控制系统的精细化设计。 3. 齿轮传动的精度与可靠性提升： 告别传统齿轮强度计算的近似方法，本书侧重于现代高精度齿轮的制造误差对承载能力的影响建模。详细分析了齿形、齿向修形以及表面处理（如渗碳、氮化）对齿面接触疲劳寿命的实质性增益。书中包含一套针对高转速、高扭矩工况下齿轮副热影响和润滑膜破裂风险的评估流程，旨在实现“设计寿命”与“实际运行”的完美对标。 4. 轴系与轴承系统的动态稳定性： 轴承作为最常见的旋转元件，其设计远超公称载荷的简单匹配。我们深入探讨了轴承预紧力的优化、动态不平衡的修正方法，以及如何通过对转轴的临界转速分析（欧拉-伯努利梁理论的扩展应用）来避免共振。对于复杂机构中的滑动轴承和磁悬浮轴承，本书提供了详细的流体动力润滑理论在实际间隙设计中的应用指南，以最小化摩擦损耗和热量产生。 5. 连杆机构与复杂运动轨迹生成： 针对机器人、自动化设备中的位置、速度和加速度的精确控制需求，本书系统性地比较了曲柄滑块、摆杆和多连杆机构的运动学和动力学特性。特别引入了优化算法（如遗传算法）在机构综合中的应用，用于反求满足特定空间轨迹要求的连杆长度和结构布局，确保机构在高速运行中实现最小的振动和冲击载荷。 第三部分：现代设计方法论与前沿集成 本书的最后一部分着眼于将数字化工具与可持续性理念融入机械设计流程。 6. 优化设计与多目标决策： 详细介绍了拓扑优化、形状优化和尺寸优化的具体实施步骤，并将其与制造约束（DFM/DFA）相结合。读者将学习如何利用灵敏度分析来识别设计中的薄弱环节，并理解如何应用帕累托前沿分析来平衡刚度、重量和成本等相互冲突的设计目标。 7. 机电耦合系统的集成设计考量： 在现代智能设备中，机械部件必须与电子控制系统无缝集成。本书探讨了传感器（如应变片、激光位移计）的优化安装位置以获取最准确的系统状态信息，以及执行器（如步进电机、伺服系统）的选型与机械负载的匹配性。重点分析了如何设计机械结构以最小化电磁干扰（EMI）并确保控制回路的稳定性。 8. 可持续性与生命周期评估（LCA）： 机械设计不再是“一次性”的考虑。本书引入了绿色工程原则，指导读者如何在设计阶段评估材料的回收潜能、部件的可拆卸性，以及系统在整个生命周期内（从原材料开采到最终报废）的能耗与环境影响。 总结： 《精妙机械设计：结构、材料与动态分析》超越了传统设计手册的范畴，它提供的是一种系统的、面向性能和可靠性的工程思维框架。通过严谨的理论推导、大量的实际工程案例分析（涵盖航空航天、精密机床、高速轨道交通等前沿领域）以及对最新分析工具的深入指导，本书致力于培养新一代能够驾驭复杂机械系统，实现创新性、高效能设计的工程师。它不仅是工具书，更是一部启发创新和解决实际工程难题的深度参考指南。

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