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出版者:Schroff Development Corporation

作者:David C. Planchard

出品人:

页数:390

译者:

出版时间:2005-02-01

价格:USD 59.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781585032259

丛书系列:

图书标签:

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工程设计与制造领域的经典指南 图书名称： 机械设计基础：原理、应用与现代制造技术 作者： 资深机械工程师团队（此处可替换为具体作者姓名或机构名称） 出版社： 行业权威技术出版社 出版日期： 2024年春季 --- 内容简介：构建坚实的工程思维与实践能力 《机械设计基础：原理、应用与现代制造技术》是一本面向机械工程、工业设计、制造技术等领域专业人士、高等院校师生以及渴望深入理解现代机械系统构建者而精心编写的综合性技术参考书。本书摒弃了对特定软件操作的冗余描述，而是聚焦于工程设计和制造领域中最核心、最稳定、最具普适性的科学原理、工程规范和先进技术路线。 本书旨在为读者提供一个扎实的理论基础，使读者不仅“知道如何做”，更重要的是“理解为什么这样做”，从而能够在面对复杂、非标准化的工程问题时，具备独立分析、创新设计和高效解决问题的能力。 第一部分：机械设计学的理论基石 (The Theoretical Foundation of Machine Design) 本部分深入探讨了机械系统运动和受力分析的数学模型与物理基础，这是所有工程设计得以实现的先决条件。 1.1 机构运动学与动力学分析： 详细阐述了平面机构和空间机构的运动描述方法，包括位置、速度和加速度分析。重点讲解了瞬心法、速度多边形法以及利用微积分和矢量代数进行复杂机构的运动学综合。在动力学方面，本书系统回顾了静力学、达朗贝尔原理以及拉格朗日方程在求解多自由度系统动力学特性中的应用。对刚体动力学和柔性体动力学的基本边界条件进行了深入讨论，为后续的强度校核和振动分析打下基础。 1.2 材料力学与结构可靠性： 本章是理解构件安全性的核心。内容涵盖了线弹性、弹塑性材料的本构关系，以及应力、应变状态的描述（如莫尔圆）。特别强调了失效理论，如冯·米塞斯（Von Mises）和特雷斯卡（Tresca）准则在评估复杂载荷下的屈服极限中的应用。此外，还详细介绍了疲劳强度设计，包括S-N曲线的解读、Miner累积损伤理论，以及如何根据载荷谱进行寿命预测。断裂力学基础，如应力强度因子和断裂韧性，被纳入讨论，以应对现代高强度材料的应用挑战。 1.3 机械零件设计与优化： 本部分将理论与实际应用紧密结合。对标准机械零件（如轴、轴承、联接件、齿轮、蜗轮蜗杆传动、弹簧等）的设计规范和计算方法进行了系统梳理。重点在于设计准则的推导过程而非简单的参数套用。例如，在轴承选择上，本书详细分析了静载荷与动载荷下的额定寿命计算，以及润滑状态对轴承性能的影响机制。齿轮设计部分，着重于应力集中的精确评估、齿面接触强度和齿根弯曲强度的平衡控制。 第二部分：现代制造技术与工艺控制 (Advanced Manufacturing Techniques and Process Control) 本部分聚焦于设计如何转化为现实产品，探讨了从材料成型到精密加工的各个环节。 2.1 材料科学与工程选择： 本书强调了“材料决定性能”的原则。深入剖析了金属材料（钢铁、铝合金、钛合金）的微观结构、相变过程及其对宏观力学性能的影响。对于非金属材料，如高分子材料和陶瓷复合材料，本书也提供了其在机械环境下的适用性分析。内容涵盖了热处理（退火、正火、淬火、回火）对材料性能的精确调控机制。 2.2 传统与增材制造工艺： 详细介绍了切削加工的基本原理（车、铣、刨、磨），重点分析了刀具几何角度、切削参数对表面完整性、残余应力和尺寸精度的影响。对于铸造和锻造，本书分析了充型过程中的缺陷控制和晶粒细化技术。 增材制造（AM）技术部分，侧重于理解不同AM技术（如SLM, EBM, FDM）的层间结合机制、材料各向异性问题，以及如何进行“面向增材制造的设计”（DfAM），以充分利用AM带来的自由度。 2.3 质量控制与公差配合 (GD&T)： 本章是连接设计与检测的关键。系统讲解了几何尺寸和公差（GD&T）的国际标准（如ISO或ASME体系），强调了“功能导向”的尺寸链分析方法。读者将学会如何运用形位公差来精确控制零件间的装配关系和运动精度，而非仅仅依赖线性尺寸。公差配合部分，详细解析了过盈配合、间隙配合的计算，以及在精密装配中温度梯度和装配力的影响。 第三部分：系统集成与可靠性工程 (System Integration and Reliability Engineering) 本部分超越单个零件的范畴，关注复杂机械系统的整体行为。 3.1 机械系统振动与控制： 分析了单自由度、多自由度系统的自由振动与强迫振动。着重讲解了系统固有频率的计算与共振避免设计。对于旋转机械，本书提供了转子动力学的基础知识，如临界转速的确定和动平衡的理论要求。对于工程实践中常见的阻尼效应，本书区分了粘性阻尼、结构阻尼和摩擦阻尼，并讨论了如何通过设计手段（如引入减振器）来控制振动响应。 3.2 现代机械系统设计方法论： 本书倡导系统工程的理念。探讨了面向对象的设计（OOD）方法在大型机械系统中的应用。介绍了有限元分析（FEA）作为设计迭代工具的正确使用范式，强调了模型简化、边界条件施加和结果验证的工程严谨性，而非将软件输出直接视为最终答案。此外，还引入了面向可靠性的设计（DFR）原则，包括冗余设计、故障树分析（FTA）和失效模式与影响分析（FMEA）在设计初期的预防作用。 --- 本书的独特价值 本书的撰写严格遵循工程科学的逻辑链条，力求深度与广度的平衡。它不侧重于特定版本软件的操作流程，而是深入挖掘支撑这些软件模型背后的数学模型和物理定律。通过对基础原理的透彻阐述，本书旨在培养读者成为能够适应未来技术变革的、具备深厚工程素养的创新人才。读者将获得一套可以跨越数十年技术更迭而保持其价值的知识体系。 目标读者： 机械工程、机电一体化、航空航天等专业本科及研究生。 从事产品研发、结构设计、工艺规划的工程师。 寻求系统化回顾和提升自身工程基础的专业技术人员。

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