高等机械设计理论:机械工程

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路敦勇,王文中 著
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出版社: 北京理工大学出版社
ISBN:9787564047481
版次:1
商品编码:10810925
包装:平装
开本:16开
出版时间:2011-08-01
用纸:胶版纸
页数:348
字数:456000

具体描述

内容简介

  《高等机械设计理论:机械工程》是为机械工程一级学科研究生编写的一门专业基础课。教材内容具有鲜明的引导性、创新性、开放性和前瞻性等突出特点。
  《高等机械设计理论:机械工程》主要内容包括机械系统与运动方案设计、机械结构设计、机械疲劳强度设计、齿轮传动设计、机械抗磨损设计、润滑设计、微机械系统(MEMS)设计、机械可靠性设计和系统工程学与人类中心系统设计。
  《高等机械设计理论:机械工程》为高等工科学校机械类各专业的研究生教学用书,也可作为机械类本科生和机械设计领域内广大工程技术人员为深化学科专业知识的参考书,还可供其他相关专业的工程人员参考。

目录

第一章 机械系统与运动方案设计
第一节 机械系统的构成
第二节 现代机械产品的设计与开发
第三节 机构运动与机构选型
第四节 机械机构系统设计的基本理论与方法
第五节 机械传动机构系统的构思
第六节 机械系统运动方案评估
习题
第二章 机械结构设计
第一节 机械结构设计概述
第二节 符合功能要求的结构设计
第三节 符合工作能力要求的结构设计
第四节 符合工艺要求的结构设计
习题
第三章 机械疲劳强度设计
第一节 机械系统载荷识别
第二节 机械疲劳破坏与疲劳强度
第三节 影响疲劳强度的因素
第四节 名义应力法
第五节 局部应力应变法
第六节 损伤容限设计
习题
第四章 齿轮传动设计
第一节 齿轮系统动力学
第二节 内平动齿轮传动的基本原理与设计
第三节 谐波齿轮传动简介
习题
第五章 机械抗磨损设计
第一节 机械抗磨损设计概述
第二节 机械零件表面性质、接触与摩擦
第三节 机械零部件的粘着磨损
第四节 机械零部件的磨粒磨损
第五节 机械零部件的接触疲劳磨损
习题
第六章 润滑设计
第一节 润滑力学基本方程——Reynolds方程
第二节 润滑问题的数值求解方法
第三节 典型零件的润滑设计
习题
第七章 微机械系统(MEMS)设计
第一节 微机械系统(MEMS)概述
第二节 微机械系统(MEMS)的基础理论和关键技术
第三节 微机械系统(MEMS)材料和微细加工
第四节 微机械系统(MEMS)的封装与测试技术
第五节 微机械系统(MEMS)的应用与发展趋势
习题
第八章 机械可靠性设计
第一节 概述
第二节 应力-强度分布干涉理论
第三节 机械强度可靠性设计
第四节 机械系统可靠性设计
习题
第九章 系统工程学与人类中心系统设计
第一节 系统科学与系统分析方法
第二节 软计算及其主要方法介绍
第三节 人类中心系统分析与设计
第四节 人类中心系统设计实例分析
习题
参考文献

前言/序言


《高等机械设计理论:机械工程》是一本面向机械工程领域专业人士和高年级本科生、研究生的著作。本书深入探讨了现代机械设计中的核心理论、方法与前沿技术,旨在为读者提供一个系统、全面且富有深度的知识体系。 全书分为若干章节,每一章都紧密围绕机械设计这一核心展开,从基础理论的严谨梳理到复杂工程问题的解决策略,层层递进,深入浅出。 第一部分:机械设计的基础理论与方法 材料力学与强度分析的深化: 本部分不仅仅局限于基本的应力、应变计算,而是进一步引入了更先进的断裂力学、疲劳失效分析、塑性变形理论等。我们将探讨材料在复杂载荷、极端温度、腐蚀环境下的行为,以及如何通过数值模拟(如有限元分析)来精确预测部件的服役寿命和可靠性。此外,还会涉及先进材料(如复合材料、高性能合金)在设计中的应用及其特性分析。 动力学与振动分析的精细化: 除了经典的动力学方程求解,本书会深入研究系统的非线性动力学行为、随机振动、模态分析以及减振与隔振技术。读者将学习如何处理多自由度系统、柔性体动力学,并了解如何利用先进的分析工具来优化系统的动力学性能,避免共振,提高运行平稳性。 摩擦学与润滑理论的进阶: 摩擦和磨损是机械系统效率和寿命的关键因素。本书将从微观层面解析表面特性、润滑剂的流变学行为,以及各种润滑模式(流体动压、流体静压、边界润滑)的影响。读者还将接触到先进的表面处理技术、干摩擦与自润滑材料的设计,以及如何通过优化设计来最小化摩擦损耗,提高能量效率。 可靠性设计与失效模式分析: 可靠性是现代机械设计不可或缺的一环。本书将介绍统计学在可靠性预测中的应用,如威布尔分布、指数分布等,以及如何基于历史数据或实验结果进行可靠性建模。我们将详细探讨各种典型的失效模式(如疲劳、蠕变、腐蚀、过载),并讲解如何通过设计裕度、冗余设计、故障模式与影响分析(FMEA)等方法来提升产品可靠性。 第二部分:现代机械设计方法与技术 计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程(CAE)的集成应用: 本部分将不再仅是简单介绍CAD/CAE软件的使用,而是侧重于如何将这些工具深度集成到设计流程中。我们将探讨参数化设计、特征识别、知识工程在CAD中的应用,以及如何利用CAE进行多物理场耦合仿真(如热-力耦合、流-固耦合)。重点将放在如何通过仿真驱动设计,实现快速迭代和优化。 产品生命周期管理(PLM)与设计集成: 现代机械设计早已不是孤立的环节,而是嵌入到整个产品生命周期中。本书将介绍PLM的概念,以及设计如何与制造、装配、维护、回收等环节进行高效协同。读者将了解信息模型在PLM中的作用,以及如何通过数字化手段实现设计数据的全生命周期管理。 智能制造与设计: 随着智能制造的发展,机械设计也需要与先进制造技术紧密结合。本书将探讨如何基于3D打印(增材制造)的特点进行拓扑优化设计,如何为机器人自动化装配进行设计,以及如何考虑工业物联网(IIoT)在设计中的数据采集与反馈。 仿生学与创新设计: 仿生学为机械设计提供了丰富的灵感。本书将分析一些成功的仿生机械设计案例,讲解如何从自然界汲取原理,应用于机械系统的创新。这包括模仿生物的结构、运动机制、材料特性等,以解决传统设计方法难以突破的问题。 人机工程学与用户体验设计: 现代机械产品不仅需要功能强大,还需要易于操作、安全舒适。本书将介绍人机工程学的基本原理,以及如何在设计过程中考虑用户的生理、心理特征,提升产品的可用性、易用性和用户满意度。 第三部分:特定领域的高级设计理论 特种装备与精密机械设计: 针对航空航天、医疗器械、精密仪器等领域,本书将深入探讨其特有的设计挑战和解决方案。例如,在航空航天领域,我们将讨论轻量化设计、极端载荷下的结构强度、热防护等;在医疗器械领域,将侧重于生物相容性、微创设计、高精度控制等。 可持续性设计与绿色制造: 随着环保意识的提升,可持续性已成为机械设计的重要考量。本书将介绍如何进行能源效率优化设计,如何选择环保材料,如何设计易于回收和再利用的机械产品。我们将探讨生命周期评估(LCA)在设计中的应用,以及如何实现绿色制造。 本书的每一个章节都力求内容翔实,理论严谨,并辅以丰富的工程实例和案例分析,帮助读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。通过阅读本书,读者将能够深刻理解机械设计背后的科学原理,掌握先进的设计工具和方法,并具备应对未来复杂机械工程挑战的理论基础和实践能力。

用户评价

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从《高等机械设计理论:机械工程》中,我体会到了一种严谨的学术态度和精益求精的工匠精神。书中对每一个理论公式、每一个设计原则的推导,都力求严谨,并且在可能的情况下,会给出其应用的边界条件和局限性。作者并没有回避数学的严谨性,但同时又注重将数学语言转化为工程实践中可理解的物理意义。我特别欣赏书中关于可靠性设计的部分。它不仅仅是简单地介绍了一些概率统计方法,而是深入地探讨了如何通过系统化的分析,识别潜在的失效模式,并采取有效的预防措施,以确保机械产品的长期稳定运行。书中关于失效模式与影响分析(FMEA)的讲解,通过具体的案例,让我明白了如何系统地评估设计中的风险,并提出针对性的改进建议。这对于提高产品的安全性和可靠性,减少事故发生,具有极其重要的指导意义。此外,书中对材料选择的论述也非常深入,不仅仅是列出材料的性能参数,而是结合具体的应用场景,分析不同材料在强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性以及成本等方面的权衡,引导读者做出最优的选择。这一点对于真正意义上的“设计”至关重要,因为任何设计都是在有限的资源和条件下进行的。

评分

我最欣赏《高等机械设计理论:机械工程》的一点是,它在讲解机械设计过程中,始终贯穿了“优化”的思想。书中不仅仅是如何实现一个功能,更是如何用更经济、更高效、更可靠的方式来实现。从材料的选择,到结构的布局,再到运动的协调,每一个环节都充满了优化的可能性。作者通过列举一些不同设计方案的对比分析,让我们能够理解,在实际工程中,工程师是如何在多种约束条件下,寻找最佳解决方案的。例如,在讲解轴承选型时,书中会对比不同类型轴承的特点,包括承载能力、转速限制、润滑要求、寿命等,并给出如何根据实际工况进行选择的指导。这种“权衡利弊,做出最优决策”的过程,正是机械设计的核心所在。书中还强调了“迭代设计”的重要性,即通过不断的分析、验证、修改,逐步完善设计方案。这一点对于初学者来说非常重要,因为它能帮助我们理解,优秀的设计往往不是一蹴而就的,而是经过反复打磨和优化的结果。这本书不仅仅教会了“是什么”,更教会了“为什么”和“怎么做”,以及“如何做得更好”。

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第一次翻开这本《高等机械设计理论:机械工程》,我的内心是既期待又略带忐忑的。机械设计这门学科,对我而言,总是伴随着复杂公式、抽象概念以及那些需要反复推敲的细节。然而,这本书的封面设计却出乎意料地简洁大气,色调沉稳,似乎在暗示着一种严谨而深入的学术探索。我迫不及待地翻阅了前几页,纸张的触感很好,印刷清晰,这为阅读体验打下了良好的基础。最先吸引我的是它对机械设计发展历程的回顾,用一种宏观的视角展现了这项古老而又充满活力的工程学科是如何一步步演进至今的。这种铺垫让我能够在一个更广阔的视野下理解接下来的理论内容,而不是孤立地学习一个个知识点。我尤其对其中提到的那些早期机械工程师们如何利用有限的工具和资源,创造出改变世界的机械装置的叙述感到着迷。它让我意识到,机械设计不仅仅是技术,更是一种智慧和创造力的结晶。书中对一些基础概念的引入,例如应力、应变、刚度、强度等,虽然是机械工程的基石,但作者的处理方式却颇具匠心,避免了枯燥的堆砌,而是通过生动的比喻和实际案例来阐释,让这些原本抽象的物理量变得更加具体可感。例如,在讲解材料的疲劳强度时,作者并没有简单地罗列数据,而是以桥梁和飞机部件在长期服役中可能遇到的反复加载情况为例,深入浅出地说明了疲劳失效的原理及其重要性。这种“润物细无声”的教学方式,让我感觉自己不是在被动接受知识,而是在主动地探索和理解。整本书的编排逻辑清晰,章节之间的过渡自然,似乎每一个章节都在为下一个更深入的主题做铺垫,构建起一个严谨而完整的知识体系。

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翻阅《高等机械设计理论:机械工程》,我感受到了作者在知识的体系构建上所下的功夫。它不是零散的知识点堆砌,而是一个有机联结的整体。从最基础的力学原理,到具体的构件设计,再到复杂的系统集成,每一个环节都相互呼应,层层递进。我尤其欣赏书中关于“设计思维”的阐述。它不仅仅停留在技术的层面,而是强调了设计师的逻辑思维、创新能力以及对用户需求的理解。书中通过分析一些经典的设计案例,例如早期的飞行器设计,是如何在技术限制下,通过不断迭代和优化,最终实现突破的,这让我看到了“解决问题”本身的力量。对于那些希望从工程技术角度拓展思维边界的读者来说,这本书无疑是提供了一个很好的平台。它鼓励我们不仅仅满足于“会算”,更要追求“会设计”,并且“设计得更好”。书中关于人机工程学在机械设计中的应用,也让我意识到,一个优秀的设计,不仅仅要功能强大,更要易于使用,并且能为使用者带来良好的体验。这一点,在现代产品设计中越来越重要。

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《高等机械设计理论:机械工程》对于一些复杂的分析方法,例如有限元分析(FEA),并非简单提及,而是进行了较为细致的介绍。作者通过阐述其基本原理、网格划分的重要性以及边界条件的设置,让读者对这个强大的工程工具有一个初步的认识。虽然书中并未直接教授如何操作软件,但其对FEA在结构强度、热应力、模态分析等方面的应用场景的描述,让我对这些分析方法的威力有了直观的感受。我尤其被书中关于“数值模拟”在预测产品性能和优化设计中的作用所吸引。通过一些仿真结果的展示,可以看到在设计初期,就能通过模拟来发现潜在的问题,避免了昂贵的物理样机测试,极大地缩短了了研发周期,并降低了成本。书中还提到了“多体动力学”在复杂机械系统中的应用,例如机器人、车辆悬架等。作者用简洁的语言解释了多体动力学如何描述系统中各个刚体或柔体之间的相对运动,以及如何计算它们之间的相互作用力,这对于理解那些复杂的动态机械系统非常有帮助。这本书让我看到了理论知识如何与现代工程工具相结合,共同推动着机械工程的发展。

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读到《高等机械设计理论:机械工程》的某个章节,我简直被其中的案例分析深深吸引住了。作者选择的几个工业界经典的设计挑战,例如针对极端环境下的特种设备,或是对精度要求极高的精密仪器,都进行了非常详尽的剖析。他并没有仅仅停留在理论推导,而是深入到实际的设计过程中,探讨了在面对这些挑战时,工程师们是如何运用各种理论工具,包括有限元分析、可靠性工程等,来模拟、预测和优化设计的。我印象最深刻的是关于一个用于深海探测器的浮力材料选择的部分。作者详细列举了不同材料在巨大压力下的性能表现,以及如何权衡密度、强度、成本和环境适应性等多种因素,最终做出最优决策的过程。这个案例让我体会到,机械设计绝非纸上谈兵,而是充满着权衡、妥协与创新。书中对材料力学原理的阐释,也不是简单的公式搬运,而是结合了大量的图示和仿真数据,让我能够直观地看到不同载荷下构件的变形和应力分布。特别是关于结构稳定性设计的部分,通过几个不同形状的杆件在受压时的屈曲形态对比,直观地展示了形状对承载能力的影响,这比纯粹的公式推导要容易理解得多。而且,作者在阐述过程中,并没有回避复杂性,而是鼓励读者去思考“为什么”,去探究背后的物理机制,这对于培养批判性思维和解决实际问题的能力至关重要。即使是对于我这样已经接触过一些机械设计基础知识的人来说,这本书也提供了很多新的视角和更深层次的理解。

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我发现《高等机械设计理论:机械工程》在描述一些复杂机械系统的内部工作原理时,运用了非常精妙的图示和模型。作者深谙“一图胜千言”的道理,将那些抽象的力学过程、运动轨迹以及能量传递,通过精心绘制的剖面图、运动仿真示意图以及力学模型图,变得清晰易懂。例如,在讲解液压系统或气动系统的工作原理时,书中提供的动态示意图,让我能够非常直观地看到各个元件之间的配合,流体的流动路径,以及压力和流量的变化过程。这比单纯的文字描述要生动形象得多,也更容易将理论知识内化。我尤其喜欢其中关于齿轮传动和轴承设计的章节。书中不仅给出了详细的计算公式,更重要的是,通过三维模型和动画效果的演示,让我能够清晰地看到齿轮啮合时的接触应力分布,以及轴承在不同工况下的磨损情况。这种可视化呈现方式,极大地降低了理解的难度,同时也加深了我对机械零部件工作细节的认识。甚至对于一些看似简单的机械结构,书中也能挖掘出其中蕴含的深刻设计哲学和工程智慧。例如,对杠杆原理在各种实际机械中的巧妙应用,作者列举了许多意想不到的例子,让我对身边的一些简单机械有了全新的认识。

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我一直觉得,机械设计中最令人头疼的部分之一就是那些层出不穷的数学公式和复杂的计算。然而,《高等机械设计理论:机械工程》在这方面做得非常出色。它在引入新的理论和公式时,总会先给出清晰的背景和逻辑推导,解释这个公式是如何从更基本的原理发展而来的,它描述的是一个什么样的物理现象。更重要的是,书中提供了大量的计算示例,这些示例不仅步骤详细,而且还会对计算过程中每一步的含义进行解释,让我们明白为什么需要进行这样的计算,以及计算结果代表着什么。例如,在讲解轴的强度和刚度计算时,作者并没有直接给出一个复杂的计算式,而是从受力分析开始,逐步分解,引导读者理解各个应力分量是如何产生的,以及它们对轴的整体性能有什么影响。这种循序渐进的讲解方式,让我感觉自己是在一步步搭建知识的楼梯,而不是被突如其来的高墙挡住。书中还特别强调了工程近似和简化在实际设计中的作用,并给出了如何合理进行近似的指导。这一点对于初学者来说尤其宝贵,因为它能帮助我们理解,理论模型和实际工程之间存在的差距,以及如何通过恰当的简化来获得可行且准确的设计方案。此外,书中还穿插了一些关于工程软件应用的内容,虽然不直接教具体操作,但通过案例展示了这些软件在复杂计算和仿真中的强大能力,让我对现代机械设计的工作流程有了更清晰的认识。

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我不得不说,《高等机械设计理论:机械工程》这本书在解释一些比较抽象的力学概念时,运用了非常巧妙的类比和生活化的例子,这极大地降低了学习的门槛。例如,在解释应力集中的现象时,作者没有直接搬出复杂的积分方程,而是用一把纸折叠后容易撕裂的例子,生动地说明了在几何形状变化较大的地方,应力会发生集中,从而更容易导致破坏。这种将复杂的理论与日常现象联系起来的方式,让我感觉学习不再是枯燥的任务,而是一种有趣的探索。书中对动态系统建模的讲解,也让我印象深刻。作者并没有直接给出复杂的微分方程组,而是先从简单的振动系统入手,逐步引入阻尼、外力等因素,让我们能够理解不同因素对系统动态行为的影响。甚至在讲解材料的塑性变形时,也引用了拉伸金属丝直到断裂的过程,帮助我们直观地理解应力-应变曲线的各个阶段。这种“由浅入深,由易到难”的教学方法,非常适合像我这样可能在某个知识点上存在困惑的学习者。它让我感觉,这本书不仅仅是知识的传递者,更是一个耐心的引导者,一步步带领我穿越机械设计的迷雾。

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《高等机械设计理论:机械工程》在处理一些前沿设计理念时,展现出了非常前瞻性的视角。书中涉及到的内容,例如在模块化设计、可重构系统以及智能制造背景下的机械设计方法,都让我眼前一亮。作者并没有将这些概念仅仅停留在理论层面,而是通过列举一些正在研发或已经初步应用的实例,让我们能够更直观地理解这些新理念的实际意义和应用前景。我尤其被其中关于“设计 for X”(例如 Design for Manufacturability, Design for Assembly)的讨论所吸引。书中详细阐述了在产品设计的早期阶段,就如何考虑制造、装配、维护甚至报废回收等全生命周期的因素,以期在源头上优化产品的整体性能和经济性。这与我之前接触到的,仅仅关注机械功能实现的设计方法有很大的不同,让我意识到现代机械设计需要具备更广阔的视野和更综合的考量。书中还对一些新兴材料在机械设计中的应用进行了探讨,例如高分子复合材料、智能材料等,并分析了它们独特的性能优势以及在设计中需要注意的问题。这一点对于想要了解未来机械设计发展趋势的人来说,非常有价值。这本书不仅仅是关于“如何设计”,更是在启发我们思考“为什么这样设计”,以及“如何设计得更好”。

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京东搞活动买的,很不错。

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书好旧,有损毁,虽然买的是知识但还是心理不爽

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书比较宽……黑白的

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高等机械设计理论的内容不错

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京东搞活动买的,很不错。

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高等机械设计理论的内容不错

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不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错

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京东搞活动买的,很不错。

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物流很给力,非常满意

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