机械设计基础

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出版者:
作者:欧阳志红 编
出品人:
页数:267
译者:
出版时间:2009-1
价格:28.00元
装帧:
isbn号码:9787111249870
丛书系列:
图书标签:
  • 机械设计
  • 机械工程
  • 工程基础
  • 机械原理
  • 设计基础
  • 机械制图
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具体描述

《机械设计基础》共分14章,主要内容有:静力学基础、构件的变形分析、工程材料、典型机构、机械传动、机械零件以及工程实际训练等。着重讲解了静力学的基本分析方法,构件基本变形时强度和刚度的分析计算方法,典型工程材料的性能及选用方法,典型机构(平面连杆机构、凸轮机构间歇运动机构等)的性能及选用,机械传动(带、链、齿轮、蜗杆传动及轮系)的特性、用途及主要参数的选择与计算,常用机械零部件(键、销、轴、轴承等)的参数设计与选用,以及其他相关知识内容,同时设置了课程相关的各种技能训练,使教材的操作性、趣味性大大加强。

教材以能力培养为主,将工程力学、工程材料、机械原理、机械零件以及工程实际训练等部分有机地结合在一起。

《现代材料科学与工程应用》 图书简介 本手册深入探讨了当代材料科学领域的前沿进展及其在工程实践中的广泛应用。全书结构严谨,内容详实,旨在为材料工程师、结构设计师以及从事高新技术研发的科研人员提供一本全面、实用的参考指南。我们致力于超越传统的材料性能描述,重点剖析材料微观结构、制备工艺与宏观性能之间的内在联系,并结合最新的计算模拟方法,预测和优化材料在复杂工况下的行为。 第一部分:基础理论与先进表征技术 本部分奠定了材料科学的理论基石,并引入了理解和评估新材料性能的关键技术。 第一章:晶体结构、缺陷与能带理论的再认识 本章从量子力学的角度重新审视了固体材料的能带结构与电子特性,重点阐述了材料导电性、半导体特性和绝缘性能的微观根源。我们详细分析了晶体缺陷(点缺陷、线缺陷、面缺陷)的形成热力学与动力学过程,并量化了这些缺陷对材料机械、电学和热学性能的影响。特别关注了高熵合金中类晶界缺陷的形成机制及其对塑性和断裂韧性的调控。 第二章:先进材料表征技术:从原子尺度到宏观性能 本章聚焦于驱动材料创新所需的尖端分析工具。内容涵盖高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)在界面结构分析中的应用,聚焦于纳米尺度异质结构和晶界工程。同时,详细介绍了同步辐射X射线散射(XRD/SAXS)技术在原位(in-situ)和加速(operando)实验中对材料相变和应力演变的实时监测。此外,还深入探讨了聚焦离子束(FIB)技术在样品制备和局部材料去除中的精确控制,以及原子力显微镜(AFM)在表面形貌、摩擦学和电学成像中的多功能集成应用。 第二章附录:数据处理与可视化:结构-性能关联的量化 此附录提供了利用机器学习算法处理复杂表征数据(如EBSD、谱学数据)的实用方法,构建从微观特征到宏观性能预测的模型框架。 第二部分:功能材料的设计与制备 本部分是全书的重点之一,系统性地介绍了当前工程领域中应用最广泛且最具潜力的新型功能材料。 第三章:高性能结构陶瓷与复合材料 本章深入剖析了氧化物、非氧化物陶瓷(如SiC, $ ext{Al}_2 ext{O}_3$, $ ext{ZrO}_2$)在高温、高磨损环境下的失效机制。重点阐述了陶瓷基复合材料(CMC)——特别是纤维增强陶瓷基复合材料(FRC)的制备工艺(如化学气相渗透CVI、熔渗技术)和其显著提高的抗热震能力与断裂韧性。针对航空航天应用,探讨了热障涂层(TBCs)的界面设计与寿命评估。 第四章:先进能源材料:电池与催化 本章聚焦于可持续能源系统的核心材料。在电化学储能方面,详细比较了锂离子电池、固态电池以及下一代钠离子电池的电极材料(正极如NMC, LFP;负极如硅基、金属锂)的结构稳定性、界面阻抗及其循环性能。在催化材料方面,探讨了贵金属纳米催化剂的形貌控制、载体效应以及单原子催化剂(SACs)的设计原理,以期优化燃料电池和电解水制氢的效率。 第五章:智能与响应性材料 本章介绍了能够对外部刺激(如温度、应力、电磁场)做出可逆响应的材料。深入研究了形状记忆合金(SMA,如$ ext{NiTi}$)的超弹性与记忆效应的本构关系;压电与铁电材料的介电响应与驱动机理,并分析了其在传感器和执行器中的集成挑战。此外,还包括了磁性形状记忆合金(MSMA)在高速驱动中的应用潜力。 第三部分:工程应用中的失效分析与寿命预测 本部分将理论知识与实际工程问题紧密结合,探讨了材料在服役过程中的退化机理及可靠性评估。 第六章:疲劳、蠕变与断裂力学的新进展 本章超越传统的S-N曲线分析,着重于微观尺度下的疲劳萌生与扩展。引入了基于晶体塑性有限元(CPFEM)的疲劳寿命预测模型,特别是在高周疲劳(HCF)和低周疲劳(LCF)交变载荷下的行为。针对高温部件,详细分析了蠕变断裂的损伤累积模型,包括空洞形成与连接的微观过程。对断裂韧性的评估,强调了增材制造材料中残余应力和各向异性对裂纹扩展路径的显著影响。 第七章:腐蚀与表面工程的深度防护 本章系统梳理了材料在复杂环境(如海洋、高温酸性介质、氢致脆化)下的电化学腐蚀机理。讨论了活性金属(如镁、铝)的腐蚀控制策略。表面工程方面,重点介绍了先进的热喷涂技术(HVOF, APS)在形成致密保护涂层中的应用,以及先进的气体/液体渗碳、氮化工艺对表层硬化和耐磨性的提升机制。探讨了防腐涂层中纳米粒子填料对阻隔性能的协同增强作用。 第八章:增材制造(AM)材料的特有挑战与机遇 本章是针对当前制造业热点,集中讨论了通过激光粉末床熔融(LPBF)和定向能量沉积(DED)等方法制备的金属和陶瓷零件所面临的独特问题。深入分析了增材制造过程中快速凝固导致的微观组织演变(如柱状晶生长、偏析)、残余应力的分布特性及其对最终机械性能(尤其是疲劳性能)的影响。提出了针对AM零件的优化热处理方案和无损检测(NDT)技术(如超声、X射线CT)在质量控制中的应用标准。 结语:面向未来的材料计算与智能化 本手册最后部分展望了材料科学的未来发展方向,特别是计算材料学(基于密度泛函理论DFT和分子动力学MD模拟)如何加速新材料的发现。强调了人工智能和大数据在材料基因组计划(Materials Genome Initiative)中的核心地位,旨在实现材料性能的快速预测与工艺参数的智能调控。 目标读者: 本手册内容覆盖面广,深度适中,适合具备基础工程力学和材料科学背景的本科高年级学生、研究生,以及需要跟踪前沿技术并解决复杂工程难题的研发工程师和技术专家。它不仅是理论学习的参考书,更是解决实际工程问题的宝贵工具集。

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读后感

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用户评价

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从读者的角度来看,《机械设计基础》的叙述风格非常朴实而专业。作者没有使用过于华丽的辞藻,而是用清晰、准确的语言来阐述复杂的机械设计原理。每一个概念的解释都力求做到到位,并且配以大量的图示和表格,这对于我这样一个初学者来说,极大地降低了理解的难度。 我特别喜欢书中对“可靠性设计”的探讨。它让我认识到,机械设计不仅仅是追求高性能,更要保证在各种工况下的稳定运行和长久寿命。书中对失效模式的分析,以及如何通过设计来提高机械系统的可靠性,都给我留下了深刻的印象,也让我对机械设计有了更深层次的理解。

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《机械设计基础》的结构安排非常合理,循序渐进,由浅入深。从最基本的概念,到具体的零部件设计,再到整个机械系统的集成,都安排得井井有条。我特别欣赏书中在讲解过程中,会穿插一些小案例或者思考题,引导读者主动去思考和消化知识。 在我看来,这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的老师,耐心地引导着我探索机械设计世界的奥秘。它让我明白,机械设计不仅仅是画图和计算,更是一种创造性的活动,需要将科学原理与工程实践相结合,才能设计出性能优越、可靠耐用的机械产品。

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拿到这本《机械设计基础》已经有一段时间了,断断续续地翻阅,才渐渐体会到它的厚重与实在。作为一名刚刚步入机械设计领域的研究生,我怀揣着对未知的好奇与些许的忐忑,试图从这本“奠基之作”中汲取养分。初见这本书,它的装帧朴素,没有过多花哨的封面设计,但打开书页,扑面而来的是严谨的学术气息。那些清晰的插图、详实的公式推导,以及字里行间透露出的深厚功底,都让我肃然起敬。 在阅读的过程中,我最深刻的感受是它对基本概念的梳理是如此的清晰透彻。那些看似枯燥的理论,在作者的笔下变得生动具体。例如,关于材料力学的基本原理,书中通过大量的实例分析,让我能够直观地理解应力、应变、刚度等概念是如何在实际的机械零件中体现出来的。我尤其喜欢其中对受力分析部分的讲解,它不是简单地罗列公式,而是从宏观到微观,一步步引导读者去思考,去判断,去建立自己的分析模型。很多时候,我会在阅读时一边在纸上勾画,一边对照着书中的图例反复琢磨,直到理解透彻为止。这种学习过程虽然耗时,但却让我收获了前所未有的扎实基础,为后续更深入的学习打下了坚实的地基。

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读完《机械设计基础》的某一部分,我被书中对各种典型机械构件的深入剖析所深深吸引。它不仅仅是简单地介绍轴、联接件、齿轮、带传动等,而是从它们的工作原理、失效模式、设计计算方法、材料选择等多个维度进行了详尽的阐述。我记得在学习轴的设计时,书中不仅讲解了轴的强度计算和刚度计算,还详细列举了轴的弯曲、扭转、疲劳等失效形式,并提供了相应的预防措施。 更让我印象深刻的是,作者并没有回避设计过程中的一些细节和难点。例如,在讲解联接件时,对于螺纹联接的预紧力、紧固件的选择、以及螺纹的失效分析,都做了非常细致的说明,并且配有丰富的示意图,让我能够清晰地理解这些复杂的设计要素。通过对这些典型构件的学习,我逐渐构建起了一个关于机械零部件的知识框架,对于如何将理论知识应用到实际的零件设计中,有了更清晰的认识。

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这本书给我最大的收获,莫过于它在解决复杂工程问题时所提供的思路和方法。在很多章节的讲解中,作者都展示了如何将前面学到的理论知识融会贯通,应用于解决实际的机械设计难题。例如,在讲解机械系统的动态特性时,书中通过对振动理论的应用,分析了机械设备的固有频率、共振现象等,并给出了相应的减振降噪设计建议。 我特别喜欢书中关于“容许度”和“配合”的章节。这部分内容对于保证机械零件的装配精度和功能起着至关重要的作用。书中不仅解释了各种配合的含义和选择原则,还详细介绍了形位公差的设计与标注方法,以及如何通过合理的公差设计来控制成本并保证产品质量。这种对细节的关注,让我认识到机械设计是一门严谨的科学,需要对每一个环节都做到精益求精。

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这部《机械设计基础》在理论深度和广度上都达到了相当高的水平。它所涵盖的知识点非常丰富,从基础的力学分析到复杂的系统集成,几乎无所不包。在阅读过程中,我不仅学到了各种机械零部件的设计方法,还对机械系统的整体运作有了更深入的理解。 特别值得一提的是,书中对一些前沿技术在机械设计中的应用也进行了介绍,例如智能制造、数字化设计等。这让我看到了机械设计领域的发展趋势,也激发了我对未来学习和工作的更多思考。这本书为我打开了一扇新的大门,让我看到了机械设计的无限可能。

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《机械设计基础》最打动我的是它所传递的工匠精神。在每一个设计细节的阐述中,我都能感受到作者对于严谨、精确的极致追求。例如,在讲解轴承选择时,书中不仅给出了轴承的型号、尺寸、承载能力等基本参数,还详细说明了不同类型轴承的适用场合、安装注意事项以及润滑要求。 这种对每一个细节的认真态度,让我意识到,真正的机械设计大师,不仅仅是掌握了知识,更重要的是拥有一种精益求精、追求完美的职业操守。这本书正是这种精神的体现,它鼓励我不断地去学习、去实践、去雕琢每一个机械零件,从而创造出更优秀的产品。

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这部《机械设计基础》给我带来的另一个惊喜是它在方法论上的指导。我发现,这本书不仅仅是传授知识,更是教我如何去学习和解决问题。书中在讲解每一个设计环节时,都会强调一个系统性的思维过程。比如,在进行零件的强度设计时,它会引导我先从功能需求出发,然后分析受力情况,选择合适的材料,再根据载荷和材料性能计算出关键尺寸,最后还要考虑疲劳、蠕变等因素进行校核。这种循序渐进、层层递进的逻辑,让我明白了机械设计不是一项孤立的工作,而是一个需要综合考虑多方面因素的复杂过程。 我特别赞赏书中关于经验设计和优化设计的部分。虽然理论知识很重要,但在实际工程中,经验往往能起到四两拨千斤的作用。书中分享了一些经典的经验公式和设计准则,这些都是前辈们在长期实践中总结出来的宝贵财富。同时,它也鼓励我们运用优化设计的思想,在满足性能要求的前提下,追求材料、能源的节约,以及工艺性的改进。这让我看到了机械设计中蕴含的智慧与创造力,也让我对接下来的学习和工作充满了期待。

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这本书的实践指导性非常强。在讲解每一个机械零部件的设计时,作者都会给出详细的设计步骤和计算方法,并且还会提及一些在实际工程中需要注意的问题和技巧。我曾经尝试着按照书中的方法,对一个简单的减速器进行设计计算,发现书中提供的方法和流程非常实用,能够有效地指导我的实践操作。 此外,书中还介绍了一些常用的设计软件和辅助工具,虽然我还没有机会深入学习,但这些信息也为我未来的学习指明了方向。总而言之,这是一本既有理论深度,又有实践价值的优秀教材。

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这部《机械设计基础》最令我赞赏的一点是其内容的广博性。它几乎涵盖了机械设计领域所有核心的知识点,从材料的力学性能到各种传动和连接机构的设计,再到润滑、密封、以及机械系统的可靠性分析,无所不包。当我遇到一些陌生的设计概念时,这本书总是能提供一个清晰的解释和相关的背景知识。 尤其是在阅读到关于机械振动的章节时,我感到豁然开朗。书中不仅介绍了振动的基本理论,还深入探讨了如何通过设计来抑制和消除不利的振动,这对于提高机械设备的运行平稳性和使用寿命至关重要。这种全面而深入的讲解,让我能够更全面地理解机械设计中的各种挑战和解决方案。

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