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页数:217

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出版时间:2009-5

价格:42.00元

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isbn号码:9787111265504

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机械之心：现代工程的基石 书籍名称： 机械之心：现代工程的基石 作者： 李明 出版社： 华夏科技出版社 ISBN： 978-7-5045-1234-5 --- 导言：重塑物质世界的动力 人类文明的进程，在很大程度上是人类理解和驾驭物质世界能力提升的历史。从最初的石器、木制工具，到蒸汽机的轰鸣，再到如今无处不在的精密制造，我们从未停止过对如何更高效、更精准地转化能量和塑造材料的探索。本书《机械之心：现代工程的基石》，旨在深入剖析驱动现代工业和社会运转的核心力量——机械工程学的原理、历史、前沿技术及其在当代社会中的深刻影响。 本书并非专注于某一狭隘的技术领域，而是以一种宏观而深入的视角，构建起一个完整的机械工程知识体系。我们将带领读者穿越时间的长河，探究古老机械装置的智慧，理解牛顿力学如何成为现代设计的理论支撑，并最终聚焦于信息技术与传统工程学的深度融合所催生的新一代工程范式。 --- 第一部分：力学之源与设计基础 机械工程的根基，在于对物质世界基本规律的深刻洞察。本部分着重于奠定读者理解所有机械系统的理论基础。 第一章：刚体与变形的艺术 本章从牛顿运动定律出发，系统阐述了经典力学的核心概念。我们详细解析了静力学与动力学的应用，探讨了如何通过受力分析来保证结构的安全性和稳定性。随后，我们将引入材料力学的内容，不再将构件视为理想化的刚体，而是深入研究材料在应力、应变作用下的真实行为。我们将详细讨论拉伸、压缩、剪切、弯曲和扭转这五种基本变形模式，并通过大量工程实例，展示如何计算屈服点、极限强度和疲劳寿命，确保设计不仅“能动”，而且“经久耐用”。此外，我们将介绍圣维南原理、莫尔圆等重要工具，帮助工程师在复杂应力场中精确定位危险区域。 第二章：运动学与机构的逻辑 机械的本质在于运动的创造与控制。本章聚焦于运动的描述与传递。我们将从平面运动机构入手，系统梳理连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和棘轮机构的原理和设计方法。重点内容包括速度和加速度的瞬心法分析，以及如何通过机构运动轨迹的综合设计，实现复杂的功能转换。齿轮系统作为传递动力的核心部件，本章将投入大量篇幅讲解渐开线齿形的几何特性、强度计算，以及如何设计多级变速箱以满足不同工况的需求。对于非标准运动需求，我们将探讨柔性传动，如皮带和链条系统的张力与效率分析。 第三章：材料科学的工程应用 没有合适的材料，再精妙的设计也只能是纸上谈兵。本章深入探讨了结构材料的微观结构与宏观性能之间的关系。我们将回顾金属学的基础，包括晶体结构、相变过程，以及热处理工艺（如退火、正火、淬火与回火）对钢材硬度和韧性的决定性影响。对于非金属材料，如高分子聚合物和复合材料，本章分析了它们在耐腐蚀性、轻量化和特定电学性能上的独特优势。理解材料的断裂韧性、蠕变行为以及环境载荷（如应力腐蚀开裂）是本章的核心目标，旨在培养读者“为特定任务选择最佳材料”的工程判断力。 --- 第二部分：能源转化与热力之径 机械系统离不开能量的输入、转化与输出。本部分聚焦于热力学与流体力学的交汇点，这是所有动力系统的心脏。 第四章：热力学的宏观视角 本章从能量守恒定律出发，系统梳理了热力学第一、第二和第三定律。我们将分析封闭系统和开放系统的能量平衡，并深入探讨熵增原理在判断过程可行性中的作用。重点案例包括蒸汽动力循环（朗肯循环）和燃气轮机循环（布雷顿循环）的效率分析，以及如何通过中间工质（如制冷剂）的设计来优化制冷和热泵系统。本章强调了热力学第二定律对工程效率的根本性限制，为后续的优化设计提供理论边界。 第五章：流体动力学与阻力控制 气体和液体是机械系统（如泵、管道、飞机翼型）中不可忽视的介质。本章首先介绍流体的基本性质（粘度、密度、比热）以及层流与湍流的区分。我们将探讨静力学在压力容器和流体静力平衡中的应用。在流体力学部分，重点讲解了伯努利方程、雷诺数在辨识流动状态中的作用，以及如何运用纳维-斯托克斯方程的简化形式来分析管道中的沿程阻力和局部阻力。对于空气动力学基础，我们将分析升力与阻力的产生机理，为飞行器和风力发电机设计奠定基础。 第六章：内燃机与动力系统 本章是热力学与机械运动的完美结合，聚焦于现代交通和工业动力系统的核心——往复式内燃机。我们将详细解析奥托循环和狄塞尔循环的理论模型，并探讨实际发动机中存在的损失（如热损失、摩擦损失和未完全燃烧）。本章会深入研究进气与排气系统的优化（如涡轮增压和机械增压），以及现代燃油喷射和点火系统的控制逻辑。此外，我们将触及更高效的燃气轮机在发电和航空中的应用，强调其高功率密度特性。 --- 第三部分：制造、控制与未来视野 现代机械工程的实现，依赖于高精度的制造工艺和与信息技术的深度集成。 第七章：精密制造与公差配合 设计蓝图必须通过制造转化为实体。本章阐述了现代制造技术的多样性与精度控制。我们将讨论切削加工（车、铣、磨）的原理与效率，重点分析刀具几何形状、切削参数对表面粗糙度和尺寸精度的影响。随后，我们将介绍增材制造（3D打印）技术，分析其在快速原型制作和复杂结构制造中的优势与局限。本章的核心是“互换性”的概念，详细讲解了标准化的测量方法、几何尺寸和公差（GD&T）的符号解读与应用，确保不同部件在装配时能够完美契合。 第八章：振动、噪声与可靠性工程 任何机械系统在运行中都会产生振动，过度的振动不仅影响性能，更可能导致灾难性的失效。本章从单自由度系统开始，推导出多自由度系统的振动方程，并阐述固有频率、阻尼比和激励频率之间的关系。我们将介绍如何利用动力吸振器来抑制特定频率的振动。同时，本章也将探讨噪声的产生机制及其控制方法，强调预防性维护和结构健康监测（SHM）在延长设备寿命中的关键作用。 结语：工程伦理与可持续发展 本书的最后一部分将视角提升至社会层面。机械工程师肩负着巨大的责任。我们将讨论工程设计中的伦理考量，包括设备的安全责任、对环境的影响以及资源的可持续利用。探讨“绿色机械设计”的原则，如能源效率最大化、材料的循环利用潜力，以及如何通过设计创新来减少整个产品生命周期对环境的负荷。这部分旨在塑造新一代工程师的全局观和社会责任感。 --- 结语 《机械之心：现代工程的基石》是一本为渴望深入理解物质世界如何被精确塑形和驱动的读者准备的指南。它涵盖了从微观的材料结构到宏观的动力系统，从经典的力学分析到前沿的制造技术，力求构建一个清晰、连贯且具有实践指导意义的知识框架。掌握这些基石，才能更好地迎接未来工程领域的每一次技术飞跃。

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这本书给我最大的感受是，自动化并非遥不可及的技术，而是能够切实改变我们工作方式的实用工具。我一直以来都觉得自己在工作中花费了太多不必要的时间在一些琐碎且重复性的事务上，但又不知道如何着手去改变。翻阅这本书后，我才发现原来有很多简单易行的方法能够实现流程的优化和效率的提升。书中对“工作流程梳理”和“自动化脚本编写”的讲解，让我茅塞顿开。它没有过于强调复杂的编程语言，而是侧重于如何利用现有的工具和资源，快速有效地实现自动化。我尤其欣赏书中提到的“循序渐进”的学习方法，这让我感到压力骤减，明白可以从身边的小事开始尝试。这本书的价值在于，它不仅提供了“怎么做”的指导，更重要的是激发了我“想去做”的动力。我正计划着将书中的一些方法应用到我的日常工作中，相信这会为我带来显著的改变。

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我原本对“自动化”这个概念并没有太深的理解，总觉得它离我很遥远，是那些高科技公司才会涉及的领域。但是，我最近因为项目需要，接触到了一些需要处理大量数据的工作，手动操作简直是噩梦，效率低得让人抓狂。偶然间看到这本书，出于好奇就拿来翻了翻。书里的例子非常生动，即使是对我这样的小白来说，也能够理解。它没有一上来就讲那些晦涩难懂的理论，而是从最基础的“是什么”开始，慢慢引入到“怎么做”。我印象最深刻的是书中关于“批量处理”的介绍，原来很多繁琐的操作都可以通过简单的脚本来完成，这简直颠覆了我之前的认知。虽然我还没有完全消化书中的所有内容，但已经学到了不少实用的技巧。我感觉这本书就像是一本“点石成金”的秘籍，能够将那些耗时费力的重复性劳动变成轻松高效的自动化流程。我现在对接下来的学习充满了期待，希望能通过这本书，真正掌握自动化这项技能，为我的工作带来质的飞跃。

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坦白说，我拿到这本书的时候，并没有抱太高的期望。我平时接触到的技术书籍，往往都很枯燥，充斥着各种公式和图表，让人望而却步。然而，这本书的风格却给了我很大的惊喜。它的语言非常通俗易懂，即使是我这样对某些技术概念不太熟悉的人，也能够轻松理解。更重要的是，书中结合了大量的实际案例，让我能够看到自动化技术是如何在现实世界中发挥作用的。我尤其喜欢书里关于“避免人为错误”和“提升数据准确性”的论述，这正是我们在日常工作中经常遇到的痛点。通过阅读，我开始意识到，自动化不仅仅是为了节省时间，更是为了提升工作质量和可靠性。这本书就像是一位耐心的老师，循循善诱地引导我进入自动化的大门。我已经迫不及待地想将书中学到的知识运用到我的工作中，去尝试解决那些曾经让我头疼的问题。

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读这本书的过程，就像是在探索一个充满可能性的新世界。我之前的工作经验主要集中在传统的行业，对于“自动化”的概念，更多的是停留在一些简单的机械臂或者生产线上的想象。然而，这本书的出现，彻底打开了我的视野。它不仅仅是关于技术层面的自动化，更是对思维模式的革新。书中详细阐述了如何识别可以自动化的任务，以及如何设计和实施自动化解决方案。我尤其被书中关于“提高效率”和“降低成本”的案例所吸引，这些都是任何行业都关注的核心问题。通过阅读，我开始思考如何将自动化技术应用到我目前的工作流程中，比如数据分析、报告生成等方面。书中的一些“实战演练”和“案例分析”，为我提供了非常清晰的操作指南。虽然我还需要时间去消化和实践，但这本书无疑为我指明了一个方向，让我看到了提升工作效率和创新能力的巨大潜力。

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这本书简直是我的“救星”！最近工作上老是遇到一些重复性高、效率低下的任务，每天都在跟这些琐碎的事情耗费大量精力，让我感到身心俱疲。我一直在寻找一种能够帮助我摆脱这种困境的方法，直到我偶然翻到了这本书。虽然我还没来得及深入研读，但仅从目录和一些零散的章节浏览，我就已经看到了巨大的希望。书中提到的各种自动化工具和策略，感觉像是为我量身定做的。我特别关注了关于“流程优化”和“脚本编写”的部分，这正是我目前最需要解决的问题。想象一下，那些曾经需要花费数小时手动完成的工作，未来能够通过几行代码或者一个简单的自动化流程就轻松搞定，这对我来说简直是解放。我迫不及待地想深入学习书中介绍的各种技术，希望能够将这些知识运用到实际工作中，彻底改变我的工作模式，腾出更多时间去做更有创造性、更有价值的事情。这本书的出现，让我看到了一个更高效、更轻松的工作未来的可能性，实在是太令人兴奋了！

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