具体描述
《机械设计(上册)》根据高等职业教育的实际需求，将传统的《机械制图》、《AutoCAD》、《公差与配合》、《工程力学》、《机械设计基础》课程知识体系进行解构，以工作任务为导向设置课程体系。全书共分4个模块，分别为绘图的基本技能训练模块、常用设备的机构设计模块、挠性件传动设计模块和减速器设计模块，下设21个工作情境，分别为手柄平面图形的绘制、三棱锥三视图的绘制、连杆头视图的绘制、三通接头的绘制、轴承支座平面图形绘制、轴承支座轴测图绘制、支架视图的绘制、起重机等设备的平面连杆机构设计、起重机等设备的凸轮机构设计、牛头刨床等设备的间歇机构设计、牛头刨床等设备的螺旋机构设计、带传动设计、链传动设计、螺纹连接设计、齿轮传动设计、蜗杆传动设计、轴的设计、键连接及其他常用连接设计、轴承的设计与选择、联轴器、离合器和制动器选择、减速器设计。
《机械设计(上册)》可作为高等职业技术学院、高等专科学校等机械类和近机类专业教材，也可作为相关技术人员的参考资料。
同时出版的《机械设计训练题集》与《机械设计(上册)》配套使用。
好的，这是一份专门为避免包含《机械设计（上册）》内容的图书所撰写的详细简介。为了达到要求，我将聚焦于其他机械工程领域，并用详实的专业语言来构建这份简介，使其具有深度和专业性。 --- 现代复杂系统工程导论：集成化、智能化与可持续性视角 本书聚焦于 21 世纪工程实践中的前沿挑战与解决方案，深度剖析现代机械、电子、控制与信息技术深度融合所催生的复杂系统设计、分析与管理方法论。 第一部分：高级动力学与控制理论的深化应用 本卷首先对传统机械系统的动力学建模进行了超越经典刚体假设的扩展。我们探讨了柔性体动力学（Flexible Body Dynamics）在高速旋转机械、大型结构振动控制中的精确建模，引入了基于有限元方法（FEM）与模态分析的耦合求解策略，并详细阐述了如何将结构非线性和阻尼效应纳入时域仿真框架。 随后，深入探讨了先进控制理论在实现系统高性能运行中的关键作用。内容涵盖了鲁棒控制（Robust Control），特别是 $mathcal{H}_{infty}$ 控制的设计流程，以应对系统参数不确定性与外部扰动。此外，对于涉及多变量耦合的系统，本书详细介绍了模型预测控制（MPC）的构建、约束处理机制及其在实时优化调度中的应用，这对于高精度制造设备和能源转换装置至关重要。我们还专门开辟章节讨论了非线性控制，如滑模控制（SMC）和反馈线性化技术，用于解决强耦合、强非线性机械系统的稳定性问题。 第二部分：先进材料与制造工艺的集成化设计 现代机械系统的性能瓶颈往往不再是结构本身，而是材料与制造工艺的协同限制。本部分着重于多物理场耦合分析（Multi-Physics Simulation）在材料选择与工艺优化中的应用。 我们详细分析了增材制造（Additive Manufacturing, AM）技术对传统设计范式的颠覆性影响。内容包括选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中的残余应力、微观组织演化与宏观性能之间的复杂关系。书中提供了预测热影响区（HAZ）晶粒尺寸和缺陷（如孔隙率）的计算模型，并提出了针对 AM 部件的结构优化设计原则，以充分利用其几何自由度。 在材料方面，重点介绍了功能梯度材料（Functionally Graded Materials, FGM）的界面设计与性能评估，特别是在热应力管理和抗热震应用中的潜力。此外，智能材料与结构（Smart Materials and Structures），如形状记忆合金（SMA）和压电陶瓷，如何通过集成传感器和执行器实现自适应响应，构建“感知-决策-执行”一体化的主动结构控制系统，也是本部分的讨论重点。 第三部分：系统集成、仿真与数字孪生 本部分转向现代工程的宏观视角——复杂系统的集成化设计与全生命周期管理。 我们深入探讨了系统工程（Systems Engineering）方法论在大型装备研发中的应用，强调需求获取、架构定义、接口控制和迭代验证的闭环流程。特别关注模型基系统工程（MBSE），使用 SysML 语言对复杂机电系统进行形式化建模，以确保跨学科团队之间的理解一致性，并实现早期冲突检测。 在仿真技术方面，本书超越了单一物理场的分析，专注于多领域协同仿真（Co-Simulation）平台的搭建。介绍了基于 FMI（Functional Mock-up Interface）标准的接口协议，如何将不同软件（如有限元分析软件、流体力学求解器、控制系统仿真工具）连接起来，进行高保真度的系统级行为预测。 最后，本书详尽阐述了数字孪生（Digital Twin）技术的构建框架。这不仅仅是三维模型的数字化，更是一个实时、动态、可预测的虚拟实体。内容包括如何整合物联网（IoT）传感器数据流、构建数据驱动的性能预测模型（基于机器学习/深度学习），以及如何利用孪生体进行远程诊断、预测性维护（PdM）和“What-If”场景的评估，从而将设计、制造、运行和退役的各个阶段紧密耦合。 结语：可持续性与未来展望 全书的收尾部分，将工程实践置于更广阔的可持续发展背景下进行审视。讨论了生命周期评估（LCA）在设计决策中的量化应用，如何通过优化材料选择和能源效率，最小化机械系统的环境足迹。同时，对人机交互（HMI）在高度自动化系统中的优化进行了前瞻性探讨，确保先进技术能够安全、高效地被操作人员所掌握和管理。 本书适用于 机械工程、航空航天工程、控制科学与工程等相关专业的高年级本科生、研究生，以及致力于在先进制造、机器人、能源设备等前沿领域进行工程设计与研究的专业人士。它提供了一套完整的、超越传统机械设计范畴的、面向未来复杂系统集成的知识体系。 ---
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