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isbn号码:9787109009561

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• 机械原理

《机械工程基础：原理与应用》 书籍简介 本书系统梳理了现代机械工程领域的核心理论、基本原理及其在工程实践中的广泛应用。内容涵盖了机械设计、材料力学、工程热力学、流体力学以及制造工艺等多个关键学科，旨在为工程技术人员和相关专业学生提供一套全面而深入的知识框架。全书结构严谨，逻辑清晰，理论阐述深入浅出，并辅以大量工程实例和习题，以促进读者对抽象概念的理解与实际问题的解决能力的提升。 第一部分：机械设计基础与理论 本部分聚焦于机械系统的设计理念和关键部件的分析。首先，详细介绍了机械零件的标准、材料选择标准以及失效分析方法。重点讨论了应力分析、疲劳强度设计、蠕变理论及其在复杂载荷条件下的应用。 1.1 机械零件设计： 涵盖了轴、轴承、齿轮、蜗轮蜗杆、联轴器、离合器、制动器等核心传动与连接元件的设计计算方法。对不同工况下的载荷分配、几何优化以及润滑技术进行了详尽论述。特别强调了基于可靠性指标的极限状态设计方法，以确保机械系统在预期寿命内的稳定运行。 1.2 机构运动学与动力学： 深入探讨了平面机构与空间机构的运动分析，包括速度分析、加速度分析以及瞬心法等经典方法。在动力学部分，引入了虚功原理、达朗贝尔原理，用于分析机构在运动过程中的受力情况，并指导如何进行运动平稳性优化设计，避免冲击与振动。 1.3 材料力学基础： 系统的介绍了材料在静力、动力荷载下的力学响应。内容包括应力-应变关系、胡克定律的推广应用、梁的弯曲理论（欧拉-伯努利梁理论及更高级的剪切变形考虑）、压杆的失稳问题（欧拉临界力计算及其适用范围）。对于复杂应力状态下的材料屈服和断裂准则（如冯·米塞斯准则、莫尔圆法）的讲解细致入微。 第二部分：工程热力学与传热学 本部分是理解能源转换与热过程控制的基础。 2.1 工程热力学： 严格遵循热力学第一、第二定律，从宏观角度分析能量的传递与转化过程。详细阐述了理想气体、真实气体、纯工质的状态方程与性质图表。重点分析了各种典型热力循环（如朗肯循环、布雷顿循环、奥托循环、狄塞尔循环）的效率分析与性能评估，为动力机械和制冷系统的设计提供理论依据。讨论了熵增原理在不可逆过程分析中的核心作用。 2.2 传热学原理： 系统介绍了热量传递的三种基本方式：热传导、对流和辐射。在热传导方面，阐述了傅里叶定律及其在非稳态传热问题中的应用（如半无限大体、无限大平板的瞬态温度场求解）。对流传热部分，重点分析了牛顿冷却定律和无量纲数（如雷诺数、普朗特数、努塞尔数）在自然对流与强制对流中的关联性，并给出了换热器设计中常用的LMTD法和$varepsilon-NTU$法。辐射传热则讨论了黑体辐射定律、灰体辐射以及表面形状系数的确定。 第三部分：流体力学与流体机械 本部分关注流体的运动规律及其在工程设备中的应用。 3.1 流体力学基础： 从微观角度探讨了流体的连续性方程、动量方程（纳维-斯托克斯方程的简化应用）和能量方程。对理想流体和粘性流体的流动特性进行了区分和深入分析。着重讲解了边界层理论在分析流体与固体表面相互作用中的重要性，包括边界层分离现象及其控制措施。无量纲分析和相似性理论在本章中被用作处理复杂流动问题的有效工具。 3.2 流体机械原理： 重点介绍泵、风机、涡轮等流体机械的工作原理、性能参数（如比转速、效率）以及设计选型原则。对离心泵和轴流泵的叶轮设计、流道优化进行了详细的分析，并探讨了空化现象的产生机理与抑制方法。对往复泵和压缩机的基本工作循环也有所涉猎。 第四部分：先进制造工艺与控制基础 本部分拓展至现代制造领域的关键技术。 4.1 机械制造工艺基础： 涵盖了铸造、锻压、焊接、切削加工等传统制造方法的热力学与塑性变形理论。在切削理论部分，详细分析了车、铣、刨等基本加工过程中的切削力、切削温度、刀具磨损机理与寿命预测。对数控（NC）加工的坐标系、G/M代码编程基础进行了入门介绍。 4.2 现代材料与表面工程： 简要介绍了工程材料（金属、高分子、复合材料）的微观结构与宏观性能之间的关系。重点讨论了表面改性技术，如渗碳、氮化、PVD/CVD涂层技术，如何有效提高零件的耐磨性、耐腐蚀性与抗疲劳性能。 4.3 机械系统控制基础： 引入了反馈控制系统的基本概念，包括传递函数、频率响应分析（如波德图）。讲解了PID控制器的结构、参数整定方法及其在伺服系统和过程控制中的应用，为理解现代自动化机械系统的运行机制打下基础。 本书的编写风格力求严谨而不失启发性，旨在培养读者从力学、热学、流体等多学科角度综合分析和解决复杂工程问题的能力。

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