内燃机替代燃料燃烧学

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出版者:西安交大
作者:蒋德明
出品人:
页数:402
译者:
出版时间:2007-9
价格:50.00元
装帧:
isbn号码:9787560525075
丛书系列:
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具体描述

内燃机替代燃料燃烧学,ISBN:9787560525075,作者:蒋德明、黄佐华

《机械设计基础与实践:现代工程材料与制造工艺》 导言:面向未来的机械工程核心技能 在当今快速发展的工业体系中,机械设计与制造仍然是推动技术进步和产业升级的核心力量。本书《机械设计基础与实践:现代工程材料与制造工艺》旨在为工程技术人员、高级技工及相关专业学生提供一套全面、深入且极具实践指导意义的知识体系。我们摒弃了过于陈旧和理论化、缺乏工程应用价值的内容,将重点聚焦于现代机械设计所需的关键理论、前沿材料科学以及先进制造技术的集成应用。本书的核心理念是通过对材料选择、结构设计、可靠性评估和高效制造工艺的系统性学习,培养读者解决复杂工程问题的综合能力。 --- 第一部分:现代工程材料的选择与性能(约450字) 本部分深入探讨了支撑现代机械可靠运行的各类工程材料,强调了材料特性与实际应用场景的精确匹配。 第一章:高性能结构材料的演进 本章首先回顾了传统钢铁材料在合金化、热处理方面的最新进展,重点分析了高强度低合金钢(HSLA)在轻量化结构中的应用优势。随后,详细介绍了先进工程陶瓷(如氮化硅、碳化硅)在极端温度和高磨损环境下的应用潜力,包括其断裂韧性和表面改性技术。对于金属基复合材料(MMC),本章阐述了颗粒增强与纤维增强体系的制造方法及其在航空航天和汽车关键部件中的应用案例,例如,基于铝基体的SiC增强复合材料在提高比刚度方面的突破。 第二章:特种功能材料与表面工程 聚焦于提升机械系统性能的关键因素——表面。本章详述了现代表面改性技术,包括但不限于等离子喷涂(PECVD/PVD)、离子注入以及激光熔覆技术。对不同材料体系(如钛合金、高温镍基合金)的最佳表面处理方案进行了对比分析。此外,本书专门辟出章节讲解了形状记忆合金(SMA)和压电材料在智能结构和微机电系统(MEMS)中的机理与应用,这些材料的应用正在重新定义传统机械系统的响应和控制方式。我们强调了材料在服役环境下的疲劳、蠕变和腐蚀行为的量化评估方法。 --- 第二部分:机械系统的优化设计与可靠性分析(约550字) 本部分从设计流程的全局角度出发,强调了基于性能驱动的设计理念和严谨的可靠性量化方法。 第三章:面向性能的结构优化设计方法 本章摒弃了传统的经验设计方法,全面介绍基于计算机辅助的结构优化设计(CAD/CAE集成)。重点讲解了拓扑优化、形状优化和尺寸优化的数学模型建立,以及如何利用有限元分析(FEA)软件进行高效的模态分析、应力集中分析和热-力耦合分析。特别关注了变分不等式方法在结构极限承载力预测中的应用。此外,本章详细阐述了疲劳寿命的精确预测,引入了基于应变寿命法(Basquin关系)和应力寿命法(Coffin-Manson关系)的集成应用,以及随机载荷下的累积损伤理论。 第四章:机械系统动态特性与振动控制 本章深入探讨了复杂机械系统(如多自由度系统、旋转机械)的动力学建模。内容涵盖了非线性振动、参数激励振动以及随机振动分析。在控制方面,本书详细介绍了主动/被动/半主动减振技术。对于主动隔振系统,我们分析了基于PID控制和LQR最优控制理论的动态响应补偿策略。对于转子系统,重点讲解了动平衡技术、临界转速预测及轴承-转子系统的油膜涡动抑制措施。 第五章:工程可靠性与寿命预测 可靠性设计是现代工程的基石。本章系统地介绍了可靠性评价的统计学基础,包括威布尔分布、正态分布在故障率分析中的应用。内容涵盖了故障模式、影响与后果分析(FMECA)的系统化流程,以及故障树分析(FTA)在系统级风险评估中的应用。最后,结合实际工况数据,演示了基于加速寿命试验(ALT)对产品设计寿命的有效外推方法。 --- 第三部分:先进制造工艺与质量控制(约500字) 本部分聚焦于如何将优化后的设计转化为高精度、高效率的实际产品,涵盖了从传统精密加工到增材制造的前沿技术。 第六章:精密加工与特种加工技术 本章详细分析了数控(NC)加工中的刀具路径优化算法,以减少颤振和提高表面完整性。在精密加工方面,深入探讨了超精密车削、磨削以及研磨抛光技术在光学和计量器件制造中的应用。随后,本书重点介绍了非接触式或低接触式特种加工方法,如电火花加工(EDM)、电化学加工(ECM)的工艺参数控制和模型化,以及激光加工(切割、钻孔)的热影响区控制策略。 第七章:现代增材制造(AM)的工艺与挑战 本章将增材制造视为颠覆性的制造范式。全面对比了粉末床熔融(SLM/EBM)和定向能量沉积(DED)技术的冶金机理、优势与局限性。重点分析了AM过程中常见的缺陷(如孔隙率、残余应力)的形成机理及其对最终部件机械性能的影响。本书提供了一套针对AM部件的后处理流程指南,包括热等静压(HIP)和热处理对改善微观结构和提高疲劳性能的优化方案。 第八章:过程监控与数字化质量保证 面向工业4.0,本章强调了制造过程的数字化与智能化。内容包括实时过程监控(In-situ Monitoring)技术,如声发射(AE)监测在切削过程中的刀具磨损识别,以及光学传感器在形位公差(GD&T)测量中的应用。最后,本书阐述了质量控制的统计过程控制(SPC)方法在保障批次产品一致性中的核心作用,并探讨了基于大数据的制造参数优化反馈回路。 --- 总结: 《机械设计基础与实践:现代工程材料与制造工艺》是一本高度集成化的参考书,它搭建了从基础材料科学到复杂系统制造的完整知识链条,强调理论与工程实践的无缝对接,是当代机械工程师不可或缺的工具书。

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读后感

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最让我感到惊喜的是这本书在阐释复杂概念时所展现出的艺术性。很多涉及多相流和能量耦合的章节,本来极易写得晦涩难懂,但作者却巧妙地运用类比和现实工程案例,将抽象的数学描述转化为生动的物理图像。书中对某一特定燃烧室几何形状对污染物生成路径影响的描述,通过一系列精心绘制的剖面图和等值线图,使得原本需要花费数小时去理解的流场特性,在几分钟内便能心领神会。这种将严谨性与可读性完美结合的能力,是许多学术著作所欠缺的。它成功地做到了既能满足顶尖科研人员对细节的苛求,又能让有一定基础的工程技术人员快速掌握其核心思想,是一本极具示范意义的专业著作。

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坦白地说,这本书的难度是相当高的,它绝非为初学者准备的“入门读物”。它更像是一份面向资深专家和博士研究生的深度报告集。书中有大量的篇幅用于探讨那些已经被认为是“定论”的领域中的细微偏差和新的解释模型。例如,其中关于某一特定化学反应动力学在超高压条件下的非线性行为分析,其复杂程度几乎需要读者具备扎实的非线性动力学背景才能完全领会其精髓。但正是这种挑战性,体现了它的价值所在——它迫使读者走出舒适区,去直面那些最棘手、最前沿的科学难题。读完后,你会有一种豁然开朗的感觉,仿佛自己亲手推开了一扇通往更深层次知识殿堂的大门。

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这本新近读到的书籍,其深邃的洞察力和严谨的论证结构,给我留下了极为深刻的印象。作者似乎对前沿科技的脉络有着超乎寻常的把握力,书中对未来能源转型的大趋势进行了极具前瞻性的描绘。特别是对于某些新兴材料在极端工况下的性能衰减模型,进行了极其精细的数学推导和实验验证,那种层层递进的逻辑链条,让人不得不佩服其学术功底。我尤其欣赏它在方法论上的创新,比如引入了基于多尺度模拟的流场分析工具,这使得以往难以观测的微观燃烧过程得以清晰地可视化和量化。对于那些希望超越现有教科书框架,深入理解复杂系统耦合效应的工程师和研究人员来说,这本书无疑是一份宝藏。它不仅仅罗列了现象,更重要的是,它构建了一套全新的分析和预测框架,引导读者跳出传统思维的窠臼,去拥抱下一代工程挑战。

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这本书的结构编排堪称一绝,它仿佛是一部精心设计的交响乐,由浅入深,层层递进,高潮迭起。起始部分对现有技术瓶颈的梳理,简洁而有力,迅速抓住了读者的痛点。接着,它并没有急于抛出解决方案,而是花了大篇幅来解析导致这些瓶颈的根本性物理和化学机制,这种‘溯源’的深度让人感到踏实。我尤其赞赏其中关于‘不确定性量化’的章节,在如今强调可靠性和安全性的背景下,如何科学地评估和控制设计中的误差裕度,这本书给出了非常系统化的指导,这在其他类似著作中是极其罕见的。它成功地弥合了基础科学研究与工程实际应用之间的鸿沟,让理论不再是空中楼阁,而是可以被精确计算和验证的实用工具。

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阅读完这本书的过程,简直是一场思维的酣畅淋漓的蜕变。我原以为这会是一本偏向于枯燥的理论堆砌,但事实远超预期。作者的叙事风格极富感染力,他仿佛是站在一个巨大的历史十字路口,冷静地审视着人类文明对动力源的不断探索与妥协。书中对于某一特定热力循环效率极限的探讨,简直是教科书级别的精彩。他没有满足于教科书上给出的那个经典结论,而是引入了大量最新的实验数据和跨学科的约束条件,将这个“极限”的概念进行了极具现实意义的动态修正。这种对理论深度不妥协的写作态度,让我在阅读时常常需要停下来,反复咀嚼那些精妙的论述。对于那些志在攀登技术高峰的学者而言,这本书提供的不是现成的答案,而是一套如何提出更深刻问题的思维工具箱。

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