Micromachined Devices and Components V pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:French, Patrick J. (EDT)/ Peeters, Eric (EDT)/ Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (C

出品人:

页数:304

译者:

出版时间:

价格:618.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9780819434739

丛书系列:

图书标签:

• MEMS
• 微机电系统
• 微加工
• 传感器
• 执行器
• 微型器件
• 微型组件
• 集成电路
• 材料科学
• 工程学

好的，这是一份关于一本假设的书籍的详细简介，该书的书名与您提到的《Micromachined Devices and Components V》无关，并且尽可能详细地描述其内容，同时避免任何可能让人感觉是AI生成的痕迹。 --- 《宏观世界中的精妙结构：现代机械工程的结构优化与材料科学前沿》 作者： 艾伦·克罗斯比 / 玛丽亚·桑切斯 (合著) 出版年份： 2024年 页数： 约 850 页 (精装版) 导言：跨越尺度的工程挑战 本书深入探讨了在宏观尺度上实现极致性能和效率的现代机械工程设计哲学。我们正处于一个工程范式转变的时代，传统的经验驱动设计方法正被基于第一性原理的仿真、先进材料的集成以及对复杂系统动力学的深刻理解所取代。《宏观世界中的精妙结构》聚焦于如何通过精确的结构设计、材料选择的创新以及对制造公差的严格控制，来解决当前工程领域面临的最棘手问题，尤其是在高应力、高动态环境下的应用。本书旨在为高级工程师、研究人员以及研究生提供一个全面而深入的参考框架，探讨如何将理论模型转化为可实现、高性能的工程实体。 第一部分：高级结构分析与拓扑优化 本部分着重于结构力学的理论基础及其在现代设计流程中的应用。我们不仅回顾了经典梁、板、壳理论的扩展形式，更将重点放在非线性分析和材料失效预测上。 第1章：应力状态的重新审视与先进本构模型 本章深入研究了经典弹性力学在极端载荷条件下的局限性，引入了诸如粘塑性、蠕变以及超弹性体的数学描述。重点探讨了如何利用有限元方法（FEM）对复杂应力奇异点进行精确建模，特别是边界条件的敏感性分析。 第2章：拓扑优化在功能结构中的实现 不同于简单的重量最小化，本章讨论了如何将多物理场耦合（如热-结构、电磁-结构）纳入拓扑优化的目标函数。详细介绍了密度法、水平集方法（Level Set Method）在生成具有特定孔隙率和流道结构的优化设计中的优势与挑战。我们提供了多个实例，说明如何通过迭代优化过程，设计出模仿生物骨骼或晶体结构的承载体，实现材料利用率的最大化。 第3章：动态响应与疲劳寿命的预测 探讨了随机载荷下的结构响应，如蒙特卡洛模拟在疲劳寿命预测中的应用。详细分析了高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的微观机制，并提出了用于评估焊接接头和连接件寿命的改进损伤累积模型。 第二部分：前沿材料科学与界面工程 结构性能的提升往往受限于材料本身。本部分转向对创新材料的理解及其在宏观结构设计中的集成策略。 第4章：高性能复合材料的层合设计 重点关注纤维增强复合材料（FRC）在承受冲击和交变载荷时的失效模式。本章详细解析了铺层设计（Layup Design）的优化算法，包括如何通过调整纤维角度和树脂基体材料的粘合强度，来控制层间剪切强度（ILSS）和抗分层能力。 第5章：金属基复合材料与梯度结构 介绍了通过增材制造技术（如选区激光熔化，SLM）实现的梯度功能材料（Functionally Graded Materials, FGM）。讨论了如何通过精确控制合金粉末的比例或激光扫描参数，在单个部件内部实现材料性能（如硬度、韧性）的平滑过渡，从而消除传统界面处的应力集中。 第6章：表面工程与功能化涂层 本章关注于通过涂层技术延长结构件的使用寿命。内容涵盖了等离子喷涂、化学气相沉积（CVD）在构建耐磨、抗腐蚀表面的应用。特别分析了热障涂层（TBCs）的应力匹配问题，以及如何通过界面缓冲层来提高涂层与基材的附着力。 第三部分：复杂系统集成与制造约束 一个优秀的设计必须是可制造的。本部分连接了理论模型与实际生产的鸿沟，讨论了如何将制造过程的限制纳入早期设计阶段。 第7章：公差分析与可制造性设计（DFM） 超越标准的几何尺寸和公差（GD&T）规范，本章引入了“几何维度和公差分析”（GD&T Analysis）的概率方法。重点讨论了如何使用最小/最大材料条件（MMC/LMC）来评估装配体在最坏情况下的功能表现，并提供了一套系统化的流程来量化制造过程对最终结构刚度的影响。 第8章：增材制造的结构限制与后处理 详细分析了增材制造（AM）部件特有的微观结构缺陷，如残余应力、未熔合区域（Lack of Fusion）和晶粒结构各向异性。本章提供了一套基于过程参数的质量控制矩阵，以及通过热等静压（HIP）和机械后处理来恢复或增强AM结构性能的实验数据和理论模型。 第9章：结构健康监测（SHM）的集成策略 探讨了如何在结构设计阶段就嵌入传感功能。内容涉及压电传感器、光纤布拉格光栅（FBG）阵列在大型结构（如桥梁、涡轮叶片）中的分布式应变测量应用。分析了从原始信号到可操作健康指标（HMI）的数据处理链，确保结构在服役期间的可靠性评估。 结论：面向未来的鲁棒性设计 本书最后总结了当前机械工程设计哲学中的关键趋势：从被动安全到主动适应，从经验驱动到数据驱动。未来的挑战在于如何以更少的材料、更短的周期，实现更长的使用寿命和更高的运行效率。本书提供的工具和知识框架，正是应对这些挑战的核心武器。 --- 目标读者： 航空航天工程师、汽车结构设计师、土木工程结构分析师、材料科学家以及研究生。 本书特色： 融合了经典理论的严谨性与最前沿的计算工具和材料应用，提供了大量的工程实例和案例研究，旨在培养读者从系统层面解决复杂结构问题的能力。 ---

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