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出版者:清華大學

作者:王東明 編

出品人:

頁數:406

译者:

出版時間:2008-3

價格:39.50元

裝幀:

isbn號碼:9787302168690

叢書系列:

圖書標籤:

• Pro/ENGINEER
• ProE
• 機械設計
• CAD
• 軟件教程
• 中文教程
• 野火版
• 基礎教程
• 工程製圖
• 三維建模

《機械設計與製造技術前沿探索：新材料、智能製造與數字化轉型實踐》 內容概述 本書深度聚焦於當代機械工程領域麵臨的核心挑戰與未來發展方嚮，旨在為工程師、研究人員及高年級學生提供一個係統、前瞻性的技術視野。全書內容緊密圍繞新材料的應用、智能製造（Industry 4.0）的核心技術，以及工程領域的數字化轉型策略展開。 第一部分：先進材料在高端製造中的應用 本部分首先迴顧瞭傳統金屬材料的局限性，隨後係統性地介紹瞭二十一世紀以來對機械性能産生革命性影響的新型材料體係。 第一章：高性能復閤材料的結構設計與失效分析 詳細探討瞭碳縴維增強復閤材料（CFRP）、玻璃縴維增強復閤材料（GFRP）以及陶瓷基復閤材料（CMC）在航空航天、高速列車和高端體育器械中的應用案例。重點剖析瞭層閤闆的鋪層設計理論，包括剛度矩陣的構建與優化。深入分析瞭復閤材料特有的失效模式，如基體開裂、縴維拔齣和分層現象，並介紹瞭超聲波C掃描等無損檢測技術在評估結構完整性中的應用。 第二章：增材製造（3D打印）的材料科學基礎 本章聚焦於增材製造過程中使用的關鍵材料，如高熵閤金粉末、PEEK等高性能聚閤物以及生物活性陶瓷材料。探討瞭不同製造工藝（如選擇性激光熔化SLM、電子束熔化EBM）對材料微觀結構和宏觀力學性能的影響機製。詳細闡述瞭如何通過粉末床的預熱溫度、激光掃描策略來控製殘餘應力，並提高打印部件的密度和錶麵光潔度。 第三章：功能性與智能材料的集成 討論瞭具有特殊電、磁、熱響應特性的功能材料。包括形狀記憶閤金（SMA）在微型驅動器中的應用，壓電材料在主動振動控製係統中的集成方案。同時，介紹瞭自修復高分子材料的化學原理及其在延長機械結構使用壽命方麵的潛力。 第二部分：智能製造與工業物聯網（IIoT） 本部分轉嚮對“智能工廠”的構建與運作機理的探討，強調數據流、信息物理係統（CPS）的構建。 第四章：工業物聯網（IIoT）架構與數據采集 係統闡述瞭 IIoT 係統的分層架構（感知層、網絡層、平颱層、應用層）。詳細介紹瞭適用於惡劣工業環境的傳感器技術，如MEMS加速度計、光縴光柵傳感器等，以及數據在邊緣側（Edge Computing）的預處理方法，以降低網絡延遲和數據傳輸負荷。 第五章：預測性維護（PdM）與數字孿生（Digital Twin） 這是本部分的核心。詳細介紹瞭基於機器學習（如LSTM、Transformer模型）的設備健康狀態評估（PHM）方法。通過對振動、溫度、電流等特徵信號的時間序列分析，建立設備剩餘使用壽命（RUL）模型。深入講解瞭數字孿生的構建流程：如何將物理資産的實時數據、幾何模型、仿真模型（FEA/CFD）映射到一個虛擬環境中，並利用孿生體進行“What-if”場景分析和工藝優化。 第六章：人機協作與柔性製造係統 探討瞭安全、高效的人機協作（Cobots）在裝配、檢測環節的應用。詳細分析瞭力/力矩傳感器的集成、碰撞檢測算法以及安全工作區的動態劃分。同時，闡述瞭如何利用敏捷製造和模塊化設計理念，構建能夠快速適應小批量、多品種生産需求的柔性製造單元。 第三部分：工程領域的數字化轉型實踐 本部分著眼於設計、仿真與生産管理的信息化集成。 第七章：基於模型的係統工程（MBSE）與需求管理 介紹瞭從傳統基於文檔的工程方法嚮基於模型的係統工程（MBSE）轉型的必要性。重點介紹瞭使用SysML語言對復雜機械係統的功能、性能、接口進行建模的方法。強調瞭如何通過係統模型實現全生命周期的需求追溯和一緻性驗證。 第八章：高性能仿真技術與多物理場耦閤分析 超越傳統的靜態結構分析，本章深入探討瞭瞬態動力學、接觸分析中的數值穩定性問題。詳細講解瞭流固耦閤（FSI）在泵、閥門設計中的應用，以及電磁-熱-結構耦閤分析在電機和電磁製動係統優化中的實踐。討論瞭GPU加速在提高復雜仿真計算效率中的作用。 第九章：數據驅動的質量控製與工藝優化 關注於如何利用生産綫采集的大數據反哺設計與製造過程。介紹瞭統計過程控製（SPC）的現代化升級，引入瞭基於實時數據的參數自適應調整機製。探討瞭利用深度學習技術進行産品錶麵缺陷的自動化視覺檢測（AOI），並將其集成到閉環質量管理係統中，實現“零缺陷”製造的路徑。 總結與展望 本書旨在為讀者構建一個全麵的、跨學科的知識框架，理解當前技術範式轉移的關鍵驅動力。它不是針對某一具體軟件操作的指導手冊，而是側重於支撐這些先進製造模式背後的科學原理、係統架構和工程決策方法。讀者將能夠掌握如何將先進材料科學、數據分析能力與現代機械工程實踐深度融閤，迎接未來智能製造的挑戰。

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這本書的優點在於它並沒有迴避Pro/ENGINEER的一些復雜功能，而是以一種非常親民的方式將其呈現在讀者麵前。比如，在講解高級麯麵造型的時候，書中並沒有使用大量晦澀難懂的專業術語，而是通過大量的圖示和詳細的操作步驟，將復雜的操作過程分解成易於理解的幾個小塊。我特彆喜歡書中關於“自由麯麵”部分的講解，作者用瞭一個非常形象的比喻，將自由麯麵比作捏泥人，然後逐步展示如何在Pro/ENGINEER中通過控製麯麵的控製點來達到想要的造型。這種講解方式非常接地氣，讓我這個初學者也能快速理解並上手。書中還提供瞭一些非常有用的模闆和示例文件，這大大節省瞭我們從零開始的時間，讓我們能夠更快地進入到實際操作中。而且，作者在講解過程中，還時不時地穿插一些“為什麼這樣做”的解釋，這讓我們不僅知道“怎麼做”，更知道“為什麼這麼做”，從而能夠更深入地理解軟件的設計理念。總而言之，這本書的講解方式非常人性化，能夠很好地照顧到不同層次的學習者。

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這本書的排版設計確實是一大亮點，扉頁和目錄的設計都非常清晰直觀，讓人一眼就能找到自己想要學習的內容。每一章的開頭都有明確的學習目標，這一點對於初學者來說非常重要，可以幫助我們快速把握本章的學習重點。書中穿插的很多小技巧和快捷鍵提示，真的是太實用瞭！我之前學習其他軟件時，總是被一些繁瑣的操作步驟弄得頭疼，但這本書在這方麵做得非常到位，很多地方都給齣瞭更高效的解決方案。比如，在講解麯麵建模部分，書中不僅詳細介紹瞭各種麯麵生成命令，還結閤實際案例，演示瞭如何利用這些命令組閤齣復雜的麯麵造型，這一點讓我受益匪淺。我印象最深刻的是關於零件裝配的那一章，書中並沒有簡單地羅列裝配約束，而是通過多個不同難度的裝配實例，循序漸進地講解瞭各種約束的運用場景和注意事項，甚至還提到瞭如何優化裝配結構以提高後續修改的效率。這對於我這種剛接觸Pro/ENGINEER的來說，簡直是雪中送炭。而且，書中的插圖和截圖都非常清晰，色彩鮮艷，即使是復雜的模型，也能看得一清二楚，這大大降低瞭學習的難度，也讓整個學習過程變得更加有趣。

评分☆☆☆☆☆

說實話，在翻閱這本書之前，我對Pro/ENGINEER的認知還停留在“功能強大但學習麯綫陡峭”的階段，心裏一直有點打怵。但這本書完全顛覆瞭我的看法。作者的講解風格非常幽默風趣，沒有那些枯燥乏味的理論術語，更多的是通過生動的語言和貼近實際的例子來引導讀者理解。例如，在講解參數化設計時，作者並沒有直接拋齣概念，而是從一個日常生活中常見的例子入手，比如調整一個椅子的扶手高度，然後引申到Pro/ENGINEER中如何通過修改參數來達到類似的效果，這種方式讓抽象的概念變得具象化，更容易被我們接受。書中對於模型的分析和講解也十分到位，很多時候，作者會在講解一個功能點之前，先分析該功能的應用場景和解決的問題，然後再一步步演示如何操作。這種“授人以漁”的教學方式，比單純地告訴你“怎麼做”要深刻得多。我尤其喜歡書中關於“設計意圖”的強調，這讓我意識到，在Pro/ENGINEER建模不僅僅是畫圖，更重要的是理解設計的初衷，並將其轉化為模型的邏輯。書中還包含瞭一些實用的建模技巧，比如如何有效地利用草繪基準麵，以及如何通過特徵樹的管理來優化模型的可編輯性，這些都是我以前很少注意到的細節，但卻對建模效率有著至關重要的影響。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受就是它的係統性和邏輯性。作者在編寫這本書的時候，顯然是花瞭大量的心思來構建知識體係。從最基礎的界麵介紹、模型建立，到高級的麯麵設計、裝配仿真，每一部分的內容都銜接得非常自然，層層遞進，讓人感覺像是在一步步攀登一座知識的高峰。我特彆欣賞的是書中對“特徵”概念的深入剖析，它不僅僅是講解瞭各種特徵的創建方法，更重要的是闡述瞭特徵之間的關聯性和父子關係，這對於理解Pro/ENGINEER的參數化建模精髓至關重要。書中還涉及到一些模具設計和鈑金設計的知識點，雖然篇幅不算特彆長，但講解得非常到位，讓我對這些領域有瞭初步的認識和瞭解。我印象最深刻的是關於“模型分析”那一章，書中不僅介紹瞭各種常用的模型檢查工具，還結閤實例演示瞭如何利用這些工具來找齣模型中的潛在問題，以及如何對模型進行優化，以滿足製造和分析的需求。這對於提高零件的質量和可靠性非常有幫助。總的來說，這本書就像一位經驗豐富的老師，循循善誘地引導我們一步步掌握Pro/ENGINEER的核心技術。

评分☆☆☆☆☆

這本書在講解Pro/ENGINEER的過程中，非常注重實際的應用性和解決問題的能力。它不像一些純理論的書籍，而是緊密結閤實際工程應用，提供瞭大量貼閤實際的案例。我尤其喜歡書中關於“零件設計”和“裝配設計”的章節，作者通過一係列由淺入深的實例，展示瞭如何利用Pro/ENGINEER來解決實際工程中的設計難題。比如，在講解零件設計時，書中提供瞭一個復雜的機械零件的建模過程，作者在講解每一個特徵的時候，都會詳細說明這個特徵在實際零件中扮演的角色，以及為什麼需要這樣設計。在裝配設計部分，書中不僅講解瞭如何進行零件的約束和配閤，還演示瞭如何進行乾涉檢查和運動仿真，這對於保證裝配的正確性和可行性非常有幫助。我之前一直覺得Pro/ENGINEER的仿真功能很難掌握，但這本書的講解讓我豁然開朗，原來可以通過如此簡單直觀的方式來完成。此外，書中還提到瞭一些關於“産品生命周期管理”（PLM）的初步概念，雖然不是重點，但為我們後續深入學習打下瞭基礎。總而言之，這本書的內容非常豐富，而且非常實用，能夠幫助我們快速掌握Pro/ENGINEER的核心技能，並將其應用於實際工作中。

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