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出版者:

作者:Rigsby, Mike

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:21.95

装帧:

isbn号码:9781435222557

丛书系列:

图书标签:

• 橡皮筋车
• DIY
• 手工
• 科学实验
• 物理
• 益智
• 儿童
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• 创意
• STEM

汽车设计与工程：从概念到制造的全面指南 深入探索现代汽车的构建与演进，揭示从最初的草图到最终成品的全过程。 《汽车设计与工程：从概念到制造的全面指南》是一本面向汽车爱好者、工程学生、以及渴望了解汽车产业运作机制的专业人士的权威性著作。本书旨在提供一个全面而深入的视角，剖析现代汽车的复杂性、美学追求、以及背后的尖端工程技术。它不仅仅是一本关于汽车如何工作的教科书，更是一部记录人类创新如何将钢铁、塑料和硅片转化为移动艺术品的史诗。 全书结构清晰，逻辑严谨，将汽车的生命周期划分为几个关键阶段，确保读者能够系统地掌握每一个环节的要点与挑战。 --- 第一部分：设计与概念的萌芽 (The Genesis of Form and Function) 本部分聚焦于汽车诞生的起点——设计工作室。汽车设计绝非仅仅是美学的堆砌，它是艺术、人体工程学、空气动力学以及市场需求的复杂平衡。 1. 市场洞察与目标设定： 成功的汽车始于对市场需求的精准捕捉。我们将探讨汽车制造商如何进行深入的市场调研，分析目标消费群体的偏好、生活方式，以及未来交通趋势。如何定义一款车的“身份”——是注重性能的跑车、实用的家庭轿车，还是面向未来的电动通勤工具？这一阶段的决策将决定后续所有工程投入的方向。 2. 草图与数字建模的艺术： 从最初的手绘草图到高精度的三维数字模型（CAD），设计师如何将抽象的概念转化为可触摸的形态？本书详细介绍了“油泥模型”（Clay Modeling）制作的传统工艺及其在现代设计流程中的角色。我们将深入剖析“设计语言”的概念，探讨不同品牌如何通过线条、比例和光影来建立独特的视觉识别系统。 3. 人体工程学与驾驶舱体验： 汽车的内部空间是人与机器互动的核心界面。本章详述了关于座椅舒适度、视野清晰度、控制布局逻辑（HMI，人机交互）的研究方法。如何确保驾驶员在紧急情况下能够快速、直观地操作车辆，同时乘客也能享受到最大化的空间和便利性，是设计中永恒的难题。 4. 概念验证与空气动力学初步评估： 在进入昂贵的工程验证之前，设计师需要快速评估其造型的效率。本书将介绍风洞测试的基础知识，以及如何通过流线型设计来降低风阻系数（Cd值），从而提升燃油经济性或续航里程，并确保高速行驶时的车辆稳定性。 --- 第二部分：核心工程与架构 (The Engineering Backbone) 当设计蓝图确定后，核心的工程团队开始工作，将美观的愿景转化为坚固、可靠且高效的机械实体。这是本书篇幅最长的部分，详细解析了汽车“骨架”和“心脏”的构建。 5. 车身结构与安全工程： 现代汽车的安全标准极高。本章聚焦于车身结构（Body-in-White, BIW）的设计。我们将详细分析碰撞吸能区（Crumple Zones）、乘员笼（Safety Cell）的材料选择与布局策略。讨论高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料在车身结构中的应用与权衡，以及有限元分析（FEA）在模拟碰撞场景中的关键作用。 6. 传动系统与动力总成技术： 动力系统的演进是汽车工业最激动人心的篇章。 内燃机（ICE）： 深入解析先进的汽油和柴油发动机技术，包括涡轮增压、缸内直喷、可变气门正时等如何实现更高的热效率和更低的排放。 混合动力与电动化（EV）： 全面介绍电池技术（锂离子电池的化学结构、热管理）、电机类型（永磁同步电机、感应电机）及其在不同驱动架构（串联、并联、混联）中的应用。重点探讨“电驱动桥”（E-Axle）的集成设计。 7. 底盘、悬挂与转向系统： 车辆的操控性、舒适性和耐久性都取决于底盘系统。本书细致地对比了麦弗逊式、双叉臂、多连杆等悬挂系统的设计原理及其对驾驶动态的影响。同时，探讨了主动悬挂系统（如电磁式或液压式）如何实时调节阻尼，以兼顾运动性能与乘坐舒适性。转向系统从传统的液压助力到现代的电动助力转向（EPS）的发展历程及其对路感的反馈机制。 8. 车辆动力学与性能调校： 如何将理论参数转化为实际路感？本章阐述了车辆的重心、质量分配、惯性矩等参数如何影响过弯、刹车和加速性能。专业调校团队如何通过调整弹簧刚度、减震器阻尼、防倾杆角度等，为特定的车型设定独特的“性格”。 --- 第三部分：集成、测试与制造 (Integration, Validation, and Production) 设计和工程的成果必须通过严格的测试，并最终以高效、可复制的方式被制造出来。 9. 电子电气架构（E/E Architecture）的崛起： 现代汽车是复杂的移动计算机。本部分探讨了车辆的电子系统，从分布式控制单元（ECU）到中央域控制器（Zonal Architecture）的转变。重点讲解了传感器技术（雷达、激光雷达、摄像头）的融合，以及线控技术（Brake-by-Wire, Steer-by-Wire）的实现逻辑。 10. 验证、测试与法规遵循： 任何一款新车都必须通过数百万英里的耐久性测试和严格的碰撞测试，以满足全球各地的安全与排放法规。本书揭示了虚拟仿真（Simulation）在加速开发周期中的重要性，以及实际路试中对各种极端工况（高温、极寒、高海拔）的应对策略。 11. 现代汽车制造工艺： 从冲压车间到涂装车间，再到总装线，探讨如何应用工业4.0技术（如机器人自动化、物联网传感器）来提高生产精度和柔性。分析了如何管理跨国供应链，确保数万个零部件的精确同步交付。 --- 结语：面向未来的汽车 本书的最后部分展望了汽车工业的未来方向，包括自动驾驶技术的伦理挑战、可持续材料的使用、以及城市交通的未来形态。它强调了跨学科合作（机械工程、软件工程、材料科学）对于推动下一代汽车创新至关重要。 《汽车设计与工程：从概念到制造的全面指南》是一次深入汽车工业心脏的旅程，它解构了我们日常所见的机械奇迹，揭示了每一个细节背后所蕴含的智慧与努力。 目标读者： 机械/汽车工程专业的学生、汽车研发工程师、产品经理，以及所有对汽车设计和制造深度感兴趣的知识探索者。

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这本书给我的最大冲击在于其对“可持续工程美学”的坚持。作者似乎对现代工业的过度设计持有一种审慎的态度，转而推崇一种返璞归真的制造哲学。他所倡导的“极简动力输出”，要求制作者在资源极其有限的情况下，榨取出最大的效率，这不仅是对技能的考验，更是对设计理念的升华。我注意到，书中对所有工具的要求都非常基础——一把刀、一些胶水、几根木条。这种限制反而激发了惊人的创造力，迫使读者去关注“结构效率”而非“部件堆砌”。章节的组织也充满了匠心，例如有一章专门讨论“车轮的几何学与地面附着力的微妙平衡”，它用大量的插图和图表，将一个看似简单的滚动问题，剖析得如同研究行星轨道一般复杂而迷人。这本书的文字风格是那种沉稳、带着老派绅士风度的叙述，每一个句子都经过了仔细的斟酌，没有一句废话，读起来就像是在聆听一位技艺精湛的老师傅的口述传承。

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我必须承认，起初我对这类主题并不抱太大热情，总觉得它会是那种充斥着公式和枯燥图纸的读物。然而，这本书完全颠覆了我的预期。它最精彩的部分在于，作者成功地将“乐趣”与“严谨性”编织在了一起。他不仅仅是提供蓝图，更是在分享一种“玩耍的哲学”。通过一系列富有想象力的挑战，比如“如何在不增加额外重量的情况下，让车子连续转弯三次”，作者巧妙地将复杂的控制理论转化为孩子般直观的游戏。书中对于“传动比的调校”那部分的描述尤其精彩，它没有直接给出固定值，而是通过描述不同“扭矩反馈”的手感，引导读者去用身体去感知机械的运行状态。这种感官上的引导，远比冰冷的数字来得有效。整本书的视觉设计也极具匠心，那些复古的铅字印刷风格和手工绘制的草图，营造出一种仿佛时间倒流到蒸汽朋克鼎盛时期的错觉，让人沉浸其中，流连忘返。

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这本书的深度远超其表面的主题，它实质上是一部关于“耐心与迭代”的赞歌。作者反复强调，最快的解决方案往往是最不可靠的，而真正的突破往往出现在看似走投无路的尝试之后。书中花了很大篇幅来讨论如何“微调”——那些只差几微米就能决定成败的调整。这部分内容极大地触动了我，因为它映射了我们在生活和工作中追求卓越时所必须经历的细致打磨。书中引入了一些非常规的材料作为案例研究，比如用硬化的纸浆制作减震系统，或者用植物纤维线圈作为限速器。这些看似异想天开的组合，在作者的笔下都变得逻辑自洽且令人信服。读完全书后，我感觉自己不仅学会了如何构建一个物理模型，更重要的是，学会了一种面对挑战时，那种不急不躁、逐层深入的解决问题的思维路径。它教导我们，真正的速度不是瞬间的爆发，而是持续而稳定的前进。

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坦白说，这本书的叙事节奏把握得极其精妙，完全不像一本纯粹的DIY指南。它的结构仿佛是一部精心编排的交响乐，从最初的“低语”（对基础材料的温柔介绍）逐步攀升到高潮部分的“爆发”（复杂模型的搭建与性能测试）。我尤其欣赏作者在处理失败案例时的坦诚。他没有刻意美化整个过程，而是详细记录了哪些设计在理论上完美，但在实际操作中却因为木材的纹理、胶水的干燥时间或是空气的流动而功亏一篑。这种“不完美中的完美”的呈现，极大地降低了读者的挫败感，因为它暗示了创新本身就是一个不断试错、不断与现实“讨价还价”的过程。书中对“空气动力学外形设计”的探讨，其深度足以让一个资深的业余模型爱好者感到惊喜，它巧妙地将流体力学引入到这种低速、低能量的系统中，让人不禁思考：微观世界的物理规律，是否在宏观世界中也有其对应的优雅形式？我几乎能闻到书中描述的那些陈旧木屑的味道，感受到作者在深夜灯光下，用砂纸打磨车身时的那种专注与执着。

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这本书的视角简直是独树一帜！它没有陷入那些枯燥的技术手册的窠臼，而是用一种近乎诗意的语言，描绘了材料的内在潜力。我特别喜欢作者在讲述如何从日常物品中提取出“动力之源”时的那种近乎炼金术的描述。他不仅仅是在教你如何制作，更是在启发你如何“看见”——看到那些被我们忽略的橡皮筋内部蕴藏的弹性势能，以及如何将这种抽象的物理概念转化为可见的、可测量的运动。书中对“摩擦力与动量守恒”的探讨，与其说是物理学分析，不如说更像是一种哲学思辨，探讨了在有限约束条件下如何实现最大化的自由移动。读完后，我第一次对家里的橡皮筋产生了敬畏之心，它们不再是简单的捆绑工具，而是微型引擎的雏形。这种将科学与人文关怀结合的方式，让原本可能晦涩难懂的内容变得引人入胜，我感觉自己像是在阅读一本关于“万物皆可驱动”的现代寓言集。尤其是在介绍不同拉伸角度对最终速度影响的那一章节，作者的细致观察让人叹为观止，仿佛他真的花费了数月时间，在不同的气候和湿度条件下记录了每一根橡皮筋的“脾气”。

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