Designing Plastic Parts for Assembly pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Tres, Paul A.

出品人:

页数:290

译者:

出版时间:

价格:$ 112.94

装帧:

isbn号码:9781569904015

丛书系列:

图书标签:

• 塑料件设计
• 装配
• 注塑成型
• 产品设计
• 工程塑料
• DFM
• 模具设计
• 材料选择
• 设计指南
• 制造工艺

《结构设计与材料工程前沿》 内容简介： 本书旨在为结构设计、材料科学以及制造工程领域的专业人士和高级学生提供一个全面且深入的视角，探讨当代工程实践中最具挑战性和创新性的领域。本书不再局限于单一材料或特定应用的设计规范，而是致力于构建一个跨学科的知识框架，以应对复杂系统集成、高性能材料选择以及可持续制造的迫切需求。 第一部分：先进结构分析与优化 本部分深入探讨了超越传统线性分析方法的结构力学前沿。我们首先回顾了非线性有限元分析（FEA）在处理大变形、接触问题和材料塑性时的最新进展。重点分析了如何利用现代计算工具（如并行计算和GPU加速）来高效地模拟高维度的瞬态响应，例如冲击、爆炸或高频振动环境下的结构行为。 随后，我们详细阐述了拓扑优化和形貌优化在轻量化和功能集成设计中的关键作用。本书不仅介绍了标准的应力约束优化算法，更着重讨论了多物理场耦合优化（如热-结构-流体耦合）以及在增材制造（AM）环境下，如何实现晶体学导向的结构设计。我们探讨了如何通过逆向设计方法，从性能需求出发，反推最优的内部微观结构和宏观几何形态。 在可靠性工程方面，本书强调了基于性能的工程设计（PBED）理念。我们引入了随机有限元方法（SFEA）和不确定性量化（UQ）技术，用于评估材料不确定性、载荷波动和制造误差对结构寿命和安全裕度的影响。特别地，我们详细分析了疲劳寿命预测的现代方法，包括微观结构损伤演化模型，以及如何将机器学习模型嵌入到实时损伤监测系统中。 第二部分：高性能材料科学与应用 本部分聚焦于驱动下一代工程创新的前沿材料体系。我们首先对先进复合材料进行了深入的剖析，不仅仅关注纤维增强热塑性或热固性树脂，而是扩展到自适应（Self-Healing）复合材料和具有功能性的多层结构。书中详细讨论了界面设计对整体性能的决定性影响，以及如何利用纳米尺度增强材料（如碳纳米管和石墨烯片层）来提升基体的力学、电学和热学性能。 接着，本书对增材制造（AM）所用的金属和陶瓷粉末材料进行了全面的技术审查。我们探讨了选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中的熔池动力学、残余应力控制以及热历史对最终微观结构（晶粒尺寸、相变）的影响。书中提供了大量案例研究，说明如何通过过程参数的精确调控，实现对各向异性、孔隙率和残余应力的有效管理。 在新型材料领域，本书关注了智能材料和多功能材料的应用。这包括形状记忆合金（SMA）在主动结构控制中的应用、压电材料在传感器和执行器中的集成，以及相变材料在热管理系统中的潜力。重点分析了如何将这些材料的“智能”特性与传统的承载结构进行有效的机械和电气集成，从而实现主动响应和功能升级。 第三部分：集成制造与系统可靠性 本部分将设计理论与实际制造过程紧密结合，强调了“面向制造的设计”（DFM）和“面向装配的设计”（DFA）在复杂系统中的演进。我们探讨了先进连接技术，如扩散连接、摩擦搅拌焊（FSW）以及超声波焊接，并分析了这些连接方法对材料性能和结构完整性的局部影响。 针对模块化和柔性制造系统的需求，本书深入研究了如何利用参数化建模和知识图谱来指导复杂系统的快速配置。我们详细论述了“数字孪生”（Digital Twin）的概念在整个产品生命周期中的应用，特别是如何将实时传感器数据反馈给仿真模型，以实现预测性维护和闭环设计优化。 最后，本书着重讨论了系统级别的可靠性工程。我们超越了单一零件的失效分析，转向了系统失效模式和效应分析（FMECA）的集成化应用。重点讲解了如何利用贝叶斯网络和马尔可夫链模型来分析多组件系统在复杂运行场景下的累积损伤和连锁失效风险。本书强调，在现代工程实践中，设计决策必须贯穿材料选择、制造工艺、集成装配直至最终服役环境的完整链条，以确保最终产品的长期、鲁棒的性能表现。 本书内容具有高度的理论深度和前沿性，适合从事航空航天、汽车工程、生物医学设备以及先进制造领域的高级研究人员和工程师参考。

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坦白说，市面上很多技术书籍读起来就像是冷冰冰的规格手册，充满了晦涩的术语，让人望而却步。然而，这本《Designing Plastic Parts for Assembly》却展现出一种难得的人文关怀。它不仅仅关注零件本身，更关注“人”在装配过程中的体验。书中对人体工程学在工具设计和零件抓取面设计上的应用篇幅虽然不多，但点到了关键。比如，关于释放卡扣时所需的最小施力范围、以及如何设计一个能让工人快速定位并锁定的结构，这些细节的捕捉，体现了作者对真实制造环境的深刻理解。我过去总觉得，只要结构强度够，能装上就行了，但这本书让我意识到，装配的“流畅性”直接关系到生产效率和最终的制造成本。作者通过一系列生动的“错误案例分析”，展示了那些看似微小的设计缺陷，如何导致装配时间成倍增加，甚至造成返工。这种将设计缺陷“可视化”的处理方式，远比单纯的理论说教来得更有冲击力。这让我在审阅设计时，多了一个“装配工视角”的检查清单，收获是实打实的效率提升。

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说实话，一开始我对这种聚焦于“装配”这个相对细分领域的书籍持保留态度，毕竟大多数设计手册都强调强度、刚度或美观性。但这本书的视角非常独特且极具前瞻性。它跳出了单一零件设计的局限，将视角拉升到了整个产品生命周期的高度。书中有一个章节专门讨论了模块化设计在塑料件中的应用，探讨了如何通过标准化的连接界面，实现不同批次、不同功能模块之间的快速替换和升级。这对于需要快速迭代产品的电子设备行业来说，简直是如获至宝。作者不仅仅停留在告诉你“应该怎么做”，更深入地剖析了“为什么这样做”。例如，他对“防呆设计”（Poka-Yoke）在塑料连接件中的应用进行了深入探讨，通过巧妙的几何形状设计，从根本上杜绝了装配错误的可能性。我对比了我之前参考的几本国际标准资料，这本书在结合亚洲市场，特别是对自动化装配线兼容性的考虑上，明显更接地气。阅读过程中，我感觉自己正在经历一场关于优化流程和降低制造成本的深度研讨会，受益匪浅，尤其是在处理那些需要大量人工装配的消费电子外壳时，书中提供的“盲插”优化技巧，已经直接被我应用到了下一版的设计文件中。

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这本书的结构安排，简直是教科书级别的典范，逻辑流畅得让人佩服。它没有采用那种按材料分类的传统布局，而是围绕着“装配任务”来组织的。从最基础的定位销和固定件设计开始，逐步过渡到更复杂的自锁结构和可拆卸连接。让我印象深刻的是，作者在介绍螺纹嵌件（Insert Molding）时，没有简单地罗列几种类型，而是细致地对比了热压嵌件和超声波嵌件在应对不同塑料基材时的适用条件和长期可靠性分析。这种对比性的讲解方式，极大地帮助我建立了一个决策树模型。而且，作者在文字表达上，总是保持着一种冷静而精确的语调，避免了过度的夸张和主观臆断。每一条设计准则后面，都有严谨的力学基础或者流变学解释作为支撑，这让那些原本看起来有些武断的经验法则，立刻变得有理有据起来。对于一个追求精确性的工程师来说，这种“知其所以然”的阅读体验，是无可替代的。我甚至会时不时地停下来，重新去审视我过去设计中那些被我默认接受的“最佳实践”，然后发现，很多其实都存在更优的、更易于装配的替代方案。

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这本书的封面设计得相当简洁有力，那种深灰和亮蓝的撞色，一下子就抓住了我的眼球。我本来是抱着试试看的心态买的，毕竟市面上关于塑料件设计的书汗牛充栋，但大多都是些理论的堆砌，枯燥得让人昏昏欲睡。然而，翻开这本《Designing Plastic Parts for Assembly》后，我发现自己完全错了。作者似乎深谙设计工程师在实际工作中遇到的痛点，他没有沉溺于高深的材料科学，而是直接将重点放在了“可装配性”这个环节。书中对各种卡扣、螺纹孔、导向槽的设计细节，讲解得细致入微，每一个图例都配有清晰的剖面图和爆炸图，甚至连公差配合的选取都给出了明确的建议范围。我尤其欣赏作者对于注塑工艺限制的考量，他总是能将复杂的设计问题，转化为几个可操作的步骤。比如，关于拔模斜度的讨论，书中不仅展示了如何计算，还用实际案例说明了在不同曲率表面应用不同斜度时，对脱模力和表面质量的影响。这让我立刻就能联想到我手头上那个总是脱模困难的零件，茅塞顿开。这本书与其说是一本教科书，不如说是一位经验丰富的老工程师在手把手地教你如何避开那些常见的“陷阱”。它的实用性，远超我的预期。

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这本书的配图质量，在众多设计参考书中绝对是名列前茅的。我不是指那种光鲜亮丽的三维渲染图，而是那些极为清晰、强调功能性的工程示意图。特别是关于多组件的配合关系，作者运用了大量的二维剖视图，辅以不同颜色的高亮显示来区分活动件和固定件，使得复杂的三维空间关系被极大地简化和二维化，便于快速理解。我记得有一个关于活动铰链设计的章节，涉及到了多个轴线的相互作用，如果用文字来描述，可能需要写满两页纸，但书中仅用一张精心制作的爆炸图，就让所有的运动自由度和约束条件一目了然。这种对视觉化表达的重视，极大地降低了理解新技术和复杂结构的认知门槛。对于像我这样，习惯于通过图形而非纯文本来吸收信息的读者来说，这本书的阅读体验是极其顺畅的。它就像一本随时可以翻阅的“视觉词典”，在遇到具体设计难题时，总能快速定位到相关的优秀范例，提供即时的、可操作的解决方案，而不是空泛的理论指导。

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