电子装备机电耦合理论、方法及应用 9787030319517 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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段宝岩 著

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• 电子装备
• 机电耦合
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• 电磁兼容
• 振动控制
• 可靠性设计
• 测试技术
• 应用案例

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030319517

商品编码：29635274554

包装：精装

出版时间：2011-08-01

基本信息

书名:电子装备机电耦合理论、方法及应用

定价：68.00元

售价：49.6元,便宜18.4元,折扣72

作者:段宝岩

出版社：科学出版社

出版日期：2011-08-01

ISBN：9787030319517

字数：

页码：225

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.522kg

编辑推荐

内容提要

《电子装备机电耦合理论、方法及应用》以高性能复杂电子装备研制的关键技术为主线，全面、系统地阐述了机电耦合技术的建模理论、求解策略与方法。全书共9章，包括电子装备机电耦合的理论基础与发展现状、电子装备机、电、热（结构位移场、电磁场、温度场）场耦合理论建模、机电热场耦合问题的求解策略与方法、机械结构因素对天伺馈系统性能的影响机理、机电耦合的综合测试技术与评价方法、基于机电耦合理论模型的机电耦合优化设计以及机电耦合分析与设计的软件系统及其研制，并给出了一些应用机电耦合理论与方法的典型工程案例。《电子装备机电耦合理论、方法及应用》可作为高等院校电子机械工程专业教师、研究生及高年级本科生的教材和参考书，也可供从事电子装备设计、生产、维修等工作的技术人员参考。

目录

作者介绍

段宝岩，1955年生于河北省冀州市。1981、1984与1989年在西安电子科技大学（前身为中国人民解放军军事电信工程学院、西北电讯工程学院）先后获工学学士、硕士与博士学位。1991－1994年在英国利物浦大学做博士后研究，2000年在美国康奈尔大学访问。现为西安电子科技大学电子机械学科教授。
长期从事电子机械工程的科研与工程实践工作，致力于电子装备机电耦合技术的研究与应用：系统建立了大型微波反射面天线结构位移场与电磁场的场耦合理论模型，提出了反射面保型的系统优化设计方法；针对雷达天线伺服系统结构因素对波束指向等电性能的影响，系统提出了结构与控制集成设计方法；建立了典型电子装备结构位移场、电磁场、温度场的场耦合理论模型，得出了机械结构因素对电性能的影响机理。上述成果已成功应用于探月工程、载人航天、深空探测及主力战舰等国家重大工程申。以完成人获国家科技进步二等奖2项，省部级科技进步一等奖3项。论文被SCI、EI分别检索31、139篇，著书3部，论著他引986（SCI他引136）次。以完成人申请国家发明20项，其中授权9项。
现为我国电子学会会士、电子学会电子机械工程分会主任、教育部科技委工程技术学部委员、总装备部卫星有效载荷及应用技术专业组成员、工业和信息化部电子科技委委员及英国IETFellow等。任《电子机械工程》编委会主任，《计算力学学报》与《电子学报（英文版）》等学术刊物的编委。
曾被授予全国“五一”劳动奖章（2003）、全国师德先进个人（2004）、全国先进工作者（2005）、全国科技工作者（2010）等称号。

文摘

电子装备的机电耦合理论包括两个方面：一是场耦合理论，二是影响机理。
所谓场耦合理论，是指电子装备中存在的电磁场、结构位移场以及温度场之间的相互影响关系。如反射面天线，在自重、风等外载荷作用下，结构会发生变形，从而引起天线反射面形状的改变，终体现为天线电性能的改变，所以，就需要研究电磁场与位移场之间的两场耦合关系。又如，高密度机箱，除了有电磁场和结构位移场之外，还需考虑热的问题，也就是需要建立电磁场、位移场与温度场之间的三场耦合关系。建立场耦合关系的目的是揭示场之间的内在关系，将电性能表示为结构设计变量的函数，为机电耦合设计奠定坚实的理论基础。
而所谓影响机理，是指发现机械结构因素对电性能的影响规律。因为存在这样一类问题，即电性能难以用场的形式表示出来，如制造的不平行度、不垂直度、粗糙度等，这些量多与加工工艺路线有关，带有较大的性，一般统称为制造精度。材料特性、加强筋、凸台、凹槽等属于结构设计中需考虑的问题，一般统称为结构参数。上述制造精度和结构参数可统称为结构因素。研究结构因素对电性能的影响机理的途径有两条，一是归纳，二是演绎。归纳是基于已有的海量数据，利用支撑向量回归方法得出满足输入与输出样本的规律来。演绎的办法则是基于可以建立仿真模型的问题而采纳的方法。不管是归纳还是演绎，终给出的影响机理是经验公式、图表等形式的设计规范。
……

序言

序
前言
章 绪论
1.1 电子装备的定义与特点
1.2 电子装备的基本组成
1.2.1 电子装备的结构部分
1.2.2 电子装备的电气部分
1.3 电子装备机电耦合研究的现状与发展
1.3.1 电子装备机电耦合研究的国外现状
1.3.2 电子装备机电耦合研究的国内现状
1.3.3 电子装备的发展趋势
1.4 电子装备传统设计中存在的问题
1.4.1 电子装备的传统设计方法及存在问题
1.4.2 电子装备的机电耦合问题及解决方法
1.5 电子装备设计的关键科学与技术问题
1.5.1 电子装备系统设计的整体论
1.5.2 电子装备的机电耦合理论
1.5.3 电子装备的测试与评价方法
1.5.4 电子装备的环境防护与组装
1.5.5 特种电子装备
1.5.6 电子装备的机电耦合设计
参考文献

第2章 电子装备的机电热场耦合理论模型
2.1 电磁场、结构位移场、温度场、流场的场描述方程
2.1.1 电磁场
2.1.2 结构位移场
2.1.3 温度场
2.1.4 流场
2.2 各物理场之间的相互关系
2.3 多物理场耦合问题数学模型建立的思考
2.4 反射面天线机电两场耦合模型
2.4.1 主反射面变形的影响
2.4.2 馈源位置误差的影响
2.4.3 馈源指向误差的影响
2.4.4 机电两场耦合模型
2.4.5 双反射面天线
2.4.6 试验验证
2.5 平板裂缝天线机电两场耦合模型
2.5.1 辐射缝位置偏移的影响
2.5.2 辐射缝指向偏转的影响
2.5.3 缝腔变形对辐射缝电压的影响
2.5.4 机电两场耦合模型
2.5.5 试验验证
2.6 有源相控阵天线机电热三场耦合模型
2.6.1 辐射单元位置偏移的影响
2.6.2 辐射单元指向偏转的影响
2.6.3 温度对T／R组件电流幅度的影响
2.6.4 温度对T／R组件电流相位的影响
2.6.5 机电热三场耦合模型
2.7 高密度组装系统机电热三场耦合模型
2.7.1 接触缝隙的影响
2.7.2 散热孔和结构变形的影响
2.7.3 机电热三场耦合模型
2.7.4 试验验证
参考文献

第3章 机电热场耦合问题的求解策略与方法
3.1 多物理场耦合问题的求解策略
3.2 多物理场耦合问题的求解方法
3.3 多物理场网格匹配的一般方法
3.4 机电两场之间的网格转换与信息传递
3.5 机电热三场之间的网格转换与信息传递
3.5.1 变形信息的传递
3.5.2 变形网格的提取
参考文献

第4章 机械结构因素对天伺馈系统性能的影响
第5章 电子装备机电耦合的测试技术
第6章 电子装备机电耦合的评价方法
第7章 基于机电耦合理论模型的机电耦合优化设计
第8章 电子装备机电耦合分析与设计的原型软件系统
第9章 电子装备机电耦合理论与方法的应用

《机械传动系统设计与优化》 第一部分：机械传动系统基础理论 第一章 绪论 机械传动是实现动力传递和运动转换的关键环节，在现代工业生产中扮演着至关重要的角色。本章将深入探讨机械传动的基本概念、分类及其在各行各业的应用范畴。我们将从宏观视角出发，阐述机械传动系统设计的原则和目标，包括效率、可靠性、精度、寿命、噪音、成本等关键考量因素。同时，本章还将简要介绍机械传动系统的发展历程、前沿技术以及未来发展趋势，为后续章节的学习奠定坚实的基础。我们将聚焦于机械传动系统的核心功能——动力传递和运动转换，并介绍实现这些功能的常见机械构件，如齿轮、轴、联轴器、带、链等。 第二章 传动件强度与刚度分析 机械传动系统的可靠运行离不开对传动件的精确强度和刚度分析。本章将系统介绍机械零件强度设计的经典理论，包括应力分析、应变分析以及疲劳设计。我们将详细讲解各种失效模式，如塑性变形、断裂、疲劳损伤等，并介绍相应的校核方法。对于齿轮、轴、键、连接件等关键传动件，我们将结合实际工程应用，分析其受力特点，并提供详细的强度计算和校核步骤。此外，刚度对于保证传动精度和抑制振动至关重要，本章也将深入探讨传动件的刚度分析方法，包括弹性变形和应力松弛等现象的计算与控制。我们将重点关注齿轮传动、轴系以及轴承座等主要部件的强度和刚度计算，并引入有限元分析等现代计算工具的应用，以更精确地评估其性能。 第三章 润滑与磨损机理 润滑是保证机械传动系统平稳运行、延长使用寿命的关键。本章将深入剖析润滑剂的种类、性能及其选择原则。我们将详细介绍流体润滑、边界润滑和混合润滑等不同润滑状态下的油膜形成机理，以及它们对摩擦和磨损的影响。磨损是机械传动系统中普遍存在的问题，本章将分类介绍磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等多种磨损机理，并探讨影响磨损的各种因素，如材料、表面粗糙度、载荷、速度、环境等。我们将深入探讨润滑剂的黏度、黏温特性、极压性能以及抗氧化性能等关键指标，并介绍在不同工况下如何选择合适的润滑剂。同时，我们将阐述磨损的评价方法，以及提高零件表面性能、采用耐磨材料、优化配合间隙等减少磨损的有效途径。 第四章 振动与噪声控制 机械传动系统产生的振动和噪声不仅影响设备性能，还会对工作环境和人员健康造成危害。本章将系统介绍机械振动的基本理论，包括自由振动、受迫振动、阻尼振动等。我们将重点分析传动系统产生振动的原因，如不平衡、不对中、齿轮啮合误差、轴承缺陷等，并介绍相应的测量和分析方法。噪声控制方面，本章将从声源、传播路径和接收者三个方面，介绍降低传动系统噪声的原理和技术，包括优化设计、减振材料、隔音结构等。我们将探讨如何通过动力学分析来预测和抑制系统振动，以及采用隔振、阻尼等措施来降低噪声。 第二部分：机械传动系统设计与优化 第五章 齿轮传动设计与分析 齿轮传动是机械传动中最常见、最重要的一种形式。本章将详细介绍各类齿轮（直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等）的结构特点、传动比计算及其啮合原理。我们将重点讲解齿轮强度设计（弯曲强度、接触强度）和精度等级标准，并介绍齿轮加工工艺对传动性能的影响。此外，本章还将涵盖齿轮润滑、冷却以及噪声控制等方面的设计考虑。我们将深入分析齿廓修形、齿面热处理以及材料选择等对齿轮承载能力和使用寿命的影响，并介绍齿轮副的动载荷计算和齿面疲劳强度校核。 第六章 轴与轴系设计 轴是传递转矩和承受载荷的核心构件。本章将系统介绍轴的类型、受力分析以及强度和刚度设计。我们将重点讲解轴的强度校核（弯曲、扭转、剪切）、刚度校核以及疲劳强度设计。对于轴系设计，我们将深入讨论轴的支承（轴承类型、安装）、轴的连接（键、花键、焊接）以及轴系的整体布置和校核。我们将详细阐述轴的受力分析方法，包括动载荷和静载荷的计算，并重点介绍轴的屈曲失稳和振动特性分析。 第七章 轴承与密封技术 轴承是支撑旋转部件、降低摩擦的重要元件。本章将介绍各类轴承（滚动轴承、滑动轴承）的结构、工作原理、性能特点及选择原则。我们将详细讲解轴承的寿命计算、载荷能力以及安装与维护。密封技术是防止润滑剂泄漏、外界污染物侵入的关键。本章将介绍各类密封（唇形密封、迷宫密封、油封等）的结构、工作原理、选择与应用。我们将深入讨论轴承的选型依据，包括载荷、转速、精度要求以及工作环境等，并介绍轴承座的设计与安装要点。 第八章 带传动与链传动设计 带传动和链传动是应用广泛的非刚性连接传动方式。本章将详细介绍三角带、V型带、同步带等各类带传动的结构、特点、传动比计算及张紧方式。我们将重点讲解带传动的强度设计、效率以及使用寿命估算。链传动方面，本章将介绍滚子链、齿形链等链条的结构、选型、张紧与润滑。我们将深入分析带传动和链传动的受力特性，并介绍其在传动比、效率、载荷传递能力等方面的设计考量。 第九章 联轴器与离合器 联轴器用于连接主动机和从动机，传递转矩。本章将介绍刚性联轴器、弹性联轴器以及万向联轴器等不同类型联轴器的结构、特点、适用范围及选择原则。离合器则用于接合或分离动力传递。本章将介绍摩擦离合器、电磁离合器等不同类型离合器的结构、工作原理及应用。我们将详细阐述联轴器在补偿轴的轴向、径向和角向位移方面的作用，以及在传递转矩、吸收振动和减小冲击方面的功能。 第三部分：机械传动系统的优化与应用 第十章 传动系统可靠性设计与寿命分析 可靠性是衡量机械设备性能的重要指标。本章将介绍可靠性设计的概念、方法和指标，包括失效率、平均失效时间、可靠度等。我们将系统阐述传动系统的可靠性分析方法，如故障树分析（FTA）、失效模式与影响及危害性分析（FMEA）等，并探讨如何通过优化设计、冗余设计和提高零件质量来提高传动系统的可靠性。我们将重点分析影响传动系统寿命的关键因素，并介绍寿命估算模型和寿命提升策略。 第十一章 传动系统多目标优化设计 在实际工程设计中，往往需要在多个设计目标之间进行权衡。本章将介绍多目标优化设计的基本原理和常用方法，如加权系数法、帕累托最优解等。我们将结合传动系统的实际需求，探讨如何通过优化设计参数，在满足性能要求的前提下，实现效率、成本、寿命、噪声等多个目标的综合优化。我们将引入仿真技术，通过参数扫描和响应面分析等手段，寻找最优的设计方案。 第十二章 传动系统故障诊断与维修 及时准确的故障诊断是保证传动系统正常运行、延长使用寿命的关键。本章将介绍传动系统常见故障的类型、原因及诊断方法，包括振动分析、温度监测、油液分析等。同时，本章还将介绍传动系统的维护保养和维修技术，以最大程度地恢复设备性能。我们将详细讲解各种故障诊断技术的原理和应用，并提供实际案例分析。 第十三章 现代传动技术发展与应用 随着科技的进步，机械传动技术也在不断发展。本章将介绍一些前沿的传动技术，如液压传动、气压传动、电驱动传动、磁悬浮传动等，并探讨它们在不同领域的应用前景。我们将关注智能化、绿色化等发展趋势，并分析新型材料、先进制造工艺对传动技术的影响。 第十四章 传动系统集成与工程实例 本章将结合实际工程项目，介绍机械传动系统的集成设计过程。我们将通过具体案例，详细展示如何将本教材所学的理论知识应用于实际工程设计，包括传动方案的选择、主要部件的设计与选型、系统的校核与优化等。我们将选择不同行业的典型传动系统，例如汽车变速器、工业机器人减速器、风力发电机增速箱等，进行深入的分析和解读。 《机械传动系统设计与优化》 一书旨在为读者提供一个系统、全面、深入的机械传动知识体系，帮助读者掌握传动系统的设计、分析、优化和故障诊断能力，以适应日益复杂的工程需求。本书内容丰富，图文并茂，既有扎实的理论基础，又有贴近实际的工程应用，是机械工程师、技术人员和相关专业学生的宝贵参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性简直令人惊喜。很多理论著作往往在从理论到实践的转化环节戛然而止，留给读者一大片空白需要自己去填补。但这本教材非常贴心地在每一章的末尾都设置了“工程应用案例分析”或者“仿真验证实例”。我尝试着跟着书上的步骤，用我们实验室常用的某款软件复现了一个关于电磁驱动器的反向控制实例，结果非常吻合！书中提供的代码片段虽然简略，但核心思想非常明确，足以作为我们进行二次开发的基础。更难得的是，它还探讨了在实际工况下，由于材料老化、环境温度变化等因素对理论模型带来的误差修正方法，这才是真正体现了作者们丰富的工程经验。它不像一本纯粹的教科书，更像是一位经验丰富的导师，手把手地带着你从零开始构建一个可靠的工程解决方案。

评分☆☆☆☆☆

从作者的写作风格来看，我能感受到一种沉稳而又热情的学术态度。语言表达上，作者显然是力求精确和清晰，避免使用过多晦涩难懂的行话，即便是面对复杂的耦合机制，也能用层层递进的逻辑把它拆解开来，让人很容易跟上思路。不过，这种严谨也带来了一种“需要耐下心来啃”的特质。它不是那种可以快速浏览、走马观花的读物，你需要准备好笔记本和计算器，随时准备停下来，回顾前面章节的定义和假设。我个人觉得，这本书非常适合那些已经有了一定基础，希望将知识体系化、系统化的高年级本科生或研究生。它建立了一种“自洽的知识体系”，一旦你掌握了它的核心逻辑，再去阅读其他相关领域的文献时，会发现很多原本困惑的概念一下子就串联起来了，融会贯通的感觉非常美妙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上简洁的白色字体，瞬间就营造出一种严谨而又前沿的学术氛围。拿到手里沉甸甸的，纸张的质感也非常好，翻阅起来非常舒适，没有那种廉价的印刷品的粗糙感。我特地留意了一下排版，页边距处理得恰到好处，字体大小适中，即便是长时间阅读那些复杂的公式和图表，眼睛也不会感到特别疲劳。而且，书中对插图和示意图的绘制水平也是相当专业，那些复杂的系统架构图，线条流畅，逻辑清晰，真正做到了“一图胜千言”，这对于理解那些抽象的机电耦合原理来说，简直是至关重要的辅助。看得出来，出版社在制作这本书上是下了大功夫的，这种对细节的极致追求，本身就体现了内容的高水准，让我对接下来要深入学习的内容充满了期待。从这本书的“硬件”层面来看，它绝对是能经受住时间考验的精品。

评分☆☆☆☆☆

我作为一个刚接触这个交叉学科的研究生，最大的感受是这本书的理论深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅是简单地罗列了各种已有的模型和算法，更重要的是，它提供了一种全新的、系统性的思考框架。特别是关于动态系统辨识的那几个章节，作者没有停留在传统的线性分析上，而是巧妙地引入了高阶统计量和非线性迭代算法来处理实际工程中那些难以避免的干扰和不确定性，这对我启发非常大。我花了整整一个下午才啃完其中一个关于能量守恒在耦合系统中的量化分析，那种豁然开朗的感觉，就像是迷雾中找到了一盏指路的灯塔。书中的数学推导非常扎实，每一步都环环相扣，绝非那种为了炫技而堆砌公式的写法，而是真正服务于物理意义的阐释。对于想要深入挖掘系统本质规律的读者来说，这无疑是一本不可多得的“内功心法”。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏这本书在方法论上的前瞻性。在当前人工智能技术飞速发展的背景下，这本书并没有固步自封于传统的基于物理模型的建模方法，而是开辟了专门的篇幅讨论如何将数据驱动的机器学习方法与物理机理模型进行深度融合——也就是所谓的“物理信息神经网络”（PINN）的应用。书中对这种混合建模范式的优缺点进行了非常客观和深刻的讨论，没有盲目鼓吹新技术，而是指出了它在处理边界条件复杂性时的优势，同时也直言不讳地分析了其在收敛性上的挑战。这种平衡的观点，体现了作者们深厚的学术功底和对领域未来趋势的敏锐洞察。阅读这部分内容，让我对如何在新旧理论之间架起桥梁，推动研究范式变革有了更清晰的认识，这本书绝对走在了学科前沿。