Electricity & Batteries (Science Factory) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:PowerKids Press

作者:Michael Flaherty

出品人:

页数:32

译者:

出版时间:2008-01-30

价格:USD 25.25

装帧:Library Binding

isbn号码:9781404239050

丛书系列:

图书标签:

• 电力
• 电池
• 科学
• 实验
• STEM
• 儿童科普
• 青少年读物
• 物理
• 能源
• 科技

机械巨匠：齿轮、动力与自动化的奇妙世界 这是一本带你深入探索机械工程核心奥秘的深度指南。 它不仅仅关注单一的设备或技术，而是构建了一个宏大的框架，涵盖了从最基础的物理原理到复杂集成系统的完整知识体系。本书旨在为那些对“事物如何运转”充满好奇的读者，特别是工程专业的学生、技术爱好者以及希望在职业生涯中寻求突破的工程师，提供一个扎实且富有洞察力的学习平台。 本书的核心目标是解构机械系统的复杂性，将其还原为可理解的基本模块，并在此基础上展示它们如何协同工作，驱动现代文明的运转。 第一部分：结构力学的基石与材料的智慧 本篇聚焦于构成所有机械结构的物理基础。没有对承载能力、应力分布和材料特性的深刻理解，任何精妙的设计都将是空中楼阁。 1.1 静态与动态平衡：力的分解与应用 我们从牛顿定律的工程视角出发，详细剖析了静力学和动力学在机械设计中的应用。这包括对受力分析（Free-Body Diagrams）的详尽讲解，如何准确识别作用在梁、柱和框架上的内力和外力。重点讨论了平衡方程的建立与求解，这是结构设计的第一步。 随后，内容过渡到动态系统，引入了振动理论（Vibration Theory）的基础。讲解了简谐运动、阻尼效应以及共振的危险性。我们将探讨如何通过设计来避免或控制有害的机械振动，确保设备在高速运转下的稳定性和寿命。 1.2 材料科学的工程实践 机械的性能最终取决于其所用材料。本书深入探讨了工程中最常用的金属合金——钢、铝、钛——的微观结构与其宏观机械性能之间的联系。 强度、硬度与韧性： 详细解释了拉伸试验、压缩试验和冲击试验（如夏比冲击试验）的原理与结果解读。 疲劳与蠕变： 这是决定长期可靠性的两大杀手。我们用大量案例说明了S-N曲线在预测材料寿命中的关键作用，以及在高温或高载荷下材料随时间发生的不可逆形变（蠕变）如何影响设计裕度。 现代复合材料： 引入了碳纤维增强聚合物（CFRP）和玻璃钢等先进材料，分析了它们在轻量化设计中的优势与各向异性挑战。 第二部分：运动的艺术——传动、机构与控制 机械系统的精髓在于其能够可靠地、精确地将动力转化为所需的运动。本部分是本书的“心脏”所在，它详细阐述了如何设计和实现复杂的运动转换。 2.1 机构学基础：运动的数学描述 机构学是机械设计中的几何语言。我们从最基础的四杆机构开始，系统地介绍了凸轮、曲柄摇杆、齿轮系等基本单元。 速度与加速度分析： 利用瞬心法和相对速度法，精确计算运动部件的速度和加速度，这是设计平稳运行机器的关键。 自由度分析： 使用Kutzbach准则来判断机构的运动复杂程度，并据此优化设计以避免冗余运动或运动受限。 2.2 齿轮传动系统深度解析 齿轮是动力传递的脊梁。本书提供了关于渐开线齿轮的全面教程，超越了简单的齿数计算。 齿轮几何设计： 详细讲解了齿轮的模数、压力角、齿顶高和齿根高的标准化计算，确保啮合的平稳性与效率。 强度校核： 重点介绍了Lewis公式和更现代的ISO标准对齿根弯曲强度和齿面接触疲劳（点蚀）的评估方法，确保齿轮在预期寿命内不会失效。 复杂齿轮箱： 分析了行星齿轮系的原理、优点及其在减速与增扭方面的应用，例如在重型设备和自动变速器中的部署。 2.3 润滑与摩擦学：延长机械寿命的秘密 摩擦是能量的敌人，而润滑则是对抗它的主要手段。本章将摩擦学提升到科学的高度。 润滑机制： 区分并深入探讨了边界润滑、混合润滑和流体动力润滑（埃德森-林德霍夫理论），解释了油膜厚度如何决定系统性能。 轴承技术： 详细对比了滚动轴承（球轴承、滚子轴承）和滑动轴承的适用场景、负载能力和安装要求。对轴承的选型和预紧力的计算进行了实战指导。 第三部分：系统集成与现代制造的融合 现代机械工程不再是孤立地设计零件，而是需要将机械、电子和控制系统无缝集成。本部分关注如何将设计转化为可制造的产品，并使其智能化。 3.1 制造工艺与公差配合 “设计制造一体化”（DFM）是衡量现代工程师能力的重要标准。 加工余量与表面粗糙度： 解释了不同的加工方法（车削、铣削、磨削、电火花加工）对零件表面质量的影响，以及如何选择合适的表面粗糙度符号。 几何尺寸与公差（GD&T）： 这是确保零件间精确配合的通用语言。本书用大量的工程图示，系统讲解了位置度、轮廓度、同轴度等基准特征的定义和检查方法，确保装配的互换性。 3.2 动力源与流体驱动系统 虽然本书不侧重于纯粹的电气系统，但对机械系统中的关键动力输入——流体传动——进行了详细探讨。 液压与气动回路： 介绍了压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀的工作原理。分析了如何设计液压回路以实现精确的速度控制和高负载的定位，特别是在工程机械和自动化生产线上的应用。 泵与马达的选型： 讲解了容积泵、叶片泵和齿轮泵的性能曲线，以及如何根据负载需求和系统效率来匹配驱动单元。 3.3 机械系统的数字化孪生与仿真 最后，本书展望了面向工业4.0的机械设计流程。 有限元分析（FEA）入门： 解释了如何使用商业软件（如ANSYS或Abaqus的底层逻辑）对复杂结构进行网格划分，并进行应力、变形和热传导的预测性分析，取代传统的手动安全系数估算。 多体动力学（MBD）： 介绍了如何建立机构的数字模型，模拟其在真实工作条件下的动态行为，从而在虚拟环境中优化速度曲线、减少冲击载荷，实现设计的迭代优化。 通过对这三大支柱——结构、运动和集成——的全面覆盖，《机械巨匠：齿轮、动力与自动化的奇妙世界》提供了一个全面、深入且极其实用的工程知识体系，为读者构建了一个坚实的机械设计思维框架。

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我拿到这本书的时候，第一感觉是它的内容肯定非常扎实。毕竟“Electricity & Batteries”这个主题本身就包含了很多科学原理和技术应用。我迫切地想了解，这本书在阐述电力方面，是会侧重于基础的物理学原理，比如欧姆定律、基尔霍夫定律等，还是会更偏向于电力在日常生活中的应用，比如家用电器的工作原理、电网的构成等等？我个人对后者会更感兴趣一些，因为我更希望了解科学是如何服务于我们的生活的。同时，对于电池部分，我希望它能涵盖从基础的化学反应到各种新型电池技术的广泛内容。例如，化学电池是如何通过化学反应产生电能的？不同电解质和电极材料对电池性能有什么影响？书中会不会介绍一些前沿的电池技术，比如固态电池、燃料电池，以及它们未来的发展前景？此外，我还在思考，这本书是否会涉及一些与电安全相关的内容，比如如何避免触电，以及电力设施的安全性如何保证。这些都是与我们生活息息相关的重要知识，相信这本书应该会有所涉及，并以一种负责任的态度来呈现。

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这本书的封面设计简直太吸引人了！“Electricity & Batteries (Science Factory)”——单看名字就充满了探险和发现的意味。我迫不及待地想翻开它，看看里面到底藏着怎样的奥秘。我对电力一直很好奇，也对电池的运作原理感到着迷，所以这本书似乎正是我一直在寻找的。我希望它能用一种非常直观、易懂的方式来解释这些科学概念，毕竟我不是专业的科学家，更喜欢那些能够激发好奇心、并且能够动手实践的书籍。我想象着书中会有各种各样的插图，甚至是一些简单的实验步骤，让我可以一边阅读一边尝试，亲身体验电的魅力。也许会有关于静电的有趣实验，或者是如何自己制作一个简单的电池，这些都让我非常期待。我希望它不会像教科书那样枯燥乏味，而是充满了活力和趣味性，能够让我在轻松愉快的氛围中学习到知识。我最怕的就是那些充斥着大量专业术语，让人望而却步的书，所以希望这本书能够打破这种刻板印象，用一种更贴近生活、更有趣的方式来呈现电力和电池的世界。我甚至有点想知道，这本书会不会涉及一些历史上的伟大发明家，以及他们是如何一步步揭开电的神秘面纱的。总之，这本书给我的第一印象就是：科学，可以如此有趣！

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当我看到“Electricity & Batteries (Science Factory)”这本书时，我的思绪立刻飞到了那些关于能量转换和储存的奇妙世界。我非常好奇，这本书会如何解读“电”这一看不见摸不着却又无处不在的力量。它会从电荷的微观世界出发，层层剥开电流、电压、电阻的本质吗？抑或是更侧重于宏观层面的电力传输、电网运行，以及我们日常生活中对电的依赖？我期待着它能用一种引人入胜的方式，讲述电能如何被产生、传输和使用。而对于“Batteries”，我则更加好奇它们内部的化学魔法。书中会深入探讨不同电池的化学体系，比如锂离子电池的工作机制，还是会涵盖更广泛的电池技术，如太阳能电池、生物电池等？我希望它能描绘出一幅关于能量存储的完整图景，包括电池的能量密度、功率密度、循环寿命等关键指标，并且能够解释这些指标对我们选择和使用电池有什么指导意义。我还在想象，这本书会不会触及能源未来发展的趋势，比如如何利用更高效、更环保的电池技术来应对日益增长的能源需求和环境挑战。

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这本书的出版，让我对探索“Electricity & Batteries”这个主题产生了浓厚的兴趣。我一直在思考，这本书在内容编排上会是怎样的逻辑？是按照从易到难的顺序，先介绍基础的电学概念，然后逐步深入到电池的原理和技术吗？我希望它能够从最基础的电荷、电流、电压等概念讲起，并且用非常清晰的语言来解释它们之间的关系，避免使用过于晦涩难懂的专业术语。对于电池部分，我希望它不仅仅停留在理论层面，更能提供一些关于电池的实际应用案例。例如，不同类型的电池在哪些设备中被广泛使用？它们的优势和劣势分别是什么？是否会介绍一些电池的回收和环保问题，以及如何更加可持续地利用能源？我还在想，这本书会不会包含一些互动性的元素，比如可以下载的App，或者在线模拟器，让读者能够更直观地感受电学原理和电池的工作过程？我个人比较喜欢这种能够将理论与实践相结合的学习方式，能够帮助我更好地理解和记忆知识。如果这本书能够做到这一点，那将是极大的加分项。

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坦白说，我对于“Science Factory”这个系列一直抱有好感，它们通常都很有深度，但又不会让人感到难以理解。这次的《Electricity & Batteries》更是直击我的兴趣点。我特别想知道，这本书会如何深入浅出地解释“电”究竟是什么？是粒子在运动？还是能量的某种形态？我期待着书中能够通过生动的比喻和形象的图解，来帮助我构建起一个清晰的认知框架。而且，关于“电池”，我一直很好奇它们是如何储存能量的，以及为什么有些电池可以用很久，有些则很快就没电了。这本书是否会解析不同类型电池的工作原理，比如锂离子电池、碱性电池等等？会不会探讨电池的能量密度、电压和电流之间的关系？我希望它能提供一些关于如何正确使用和维护电池的建议，毕竟现在我们的生活离不开各种各样的电池供电设备。另外，我也对书中的“Factory”部分充满了期待，这是否意味着它会介绍一些与电力和电池生产相关的工厂或技术？比如，现代电池是如何制造的？电力又是如何被大规模生产和传输的？这些问题在我脑海中盘旋已久，希望这本书能给我一个满意的答案，甚至可能打开我对相关工业领域的新视野。

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