机械设计基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:邓昭铭

出品人:

页数:313

译者:

出版时间:2000-7

价格:17.10元

装帧:

isbn号码:9787040080049

丛书系列:

图书标签:

• 机械设计
• 机械工程
• 工程基础
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《工程材料学导论：性能、选择与应用》 图书简介 面向对象： 本书主要面向机械工程、材料科学与工程、土木工程、航空航天工程等相关专业的高年级本科生和研究生，以及需要系统了解工程材料基础知识的工程师和技术人员。 核心内容概述： 《工程材料学导论：性能、选择与应用》是一本全面深入探讨工程领域常用材料基础理论、性能表征、失效分析及材料选择原则的专业教材。本书旨在为读者构建一个坚实的材料科学基础，使其能够理解材料的微观结构如何决定宏观性能，并掌握在具体工程需求下如何科学、经济地选择和使用材料。 第一部分：材料科学基础与结构 本书从材料的原子结构和晶体结构入手，详细阐述了金属、陶瓷、高分子材料以及复合材料的基本构成原理。 原子键合与晶体结构： 深入解析离子键、共价键、金属键和范德华力在材料性能中的作用。重点讲解了晶体点阵类型（如体心立方、面心立方、六方紧密堆积）的几何特性及其对金属塑性和密度的影响。 晶体缺陷理论： 详细阐述点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的存在形式、对材料力学性能的根本性影响，特别是位错运动与金属塑性变形的关系。 非晶态结构与扩散： 对玻璃态、高分子无规线团等非晶态结构进行描述，并系统介绍固态扩散机制（如菲克定律、扩散系数的温度依赖性），这是理解热处理和蠕变现象的基础。 第二部分：材料的热力学与相变 本部分聚焦于材料体系的稳定性、相图的解读及其在材料加工和服役中的指导意义。 材料热力学基础： 引入吉布斯自由能概念，解释相平衡条件，并从热力学角度分析相变发生的驱动力。 二元相图分析： 详尽讲解包含固溶体、共晶、包析等典型反应的二元合金相图的绘制与解读，特别是杠杆定律在确定相组成和比例中的应用。重点分析铁碳合金相图（Fe-Fe3C），为后续的热处理章节奠定基础。 固态相变动力学： 讨论成核与长大理论，分析退火、析出、马氏体转变等关键固态相变过程的速率和形态，强调时间-温度-转变（TTT）曲线和冷却转变（CCT）曲线的应用。 第三部分：材料的力学性能与表征 本章是连接理论与工程应用的关键，详细描述了材料在不同载荷条件下的响应行为。 弹性与粘弹性行为： 阐述胡克定律、杨氏模量、泊松比等弹性常数，并引入粘弹性概念，分析时间依赖性对聚合物和高阻尼材料性能的影响。 塑性变形与加工硬化： 深入探讨真实应力-应变关系，分析屈服准则，并解释加工硬化（应变硬化）的机理及其对材料后续加工的意义。 断裂力学基础： 介绍宏观断裂（韧性与脆性）、Griffith 裂纹扩展理论、应力强度因子（K）和断裂韧性（KIC）的概念，为评估结构安全提供量化工具。 疲劳与蠕变： 详细分析循环载荷下的疲劳损伤过程，S-N 曲线的构建与解读，疲劳极限的确定。同时，讲解高温下材料抵抗时间依赖性变形（蠕变）的特性，包括初蠕变、稳态蠕变和第三阶段蠕变的机制。 第四部分：四大类工程材料的特性与应用 本部分是本书的实践核心，针对不同材料体系进行分类讲解。 金属材料： 重点区分黑色金属（钢、铸铁）和有色金属（铝、铜、钛合金）的组织结构、加工性能和典型应用。详述钢材的热处理工艺，如淬火、回火、正火、渗碳渗氮，及其对硬度、强度和韧性的协同控制。 陶瓷材料： 讨论氧化物、非氧化物陶瓷（如碳化硅、氮化硅）的结构特点、优异的耐高温、耐磨损特性，以及其固有的脆性挑战。介绍先进陶瓷在结构和功能上的应用。 高分子材料： 阐述线性、支化、交联、热塑性与热固性树脂的结构差异。重点分析玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）对材料使用温度范围的决定性作用，以及常见工程塑料和橡胶的性能特征。 复合材料： 介绍纤维增强复合材料（FRP）和粒子增强复合材料的基本概念。重点分析纤维（如碳纤维、玻璃纤维）和基体（树脂、金属）如何协同作用以实现各向异性优化性能，以及层合板的铺层设计原理。 第五部分：材料的服役性能、失效分析与选择 本部分将理论知识应用于实际工程决策。 材料的腐蚀与防护： 阐述电化学腐蚀的基本原理，包括析氧反应和析氢反应。分类讨论均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂（SCC）等常见腐蚀类型，并介绍缓蚀剂、电化学保护（牺牲阳极法、外加电流法）等防护技术。 材料的无损检测（NDT）： 介绍超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤等主要无损检测技术的基本原理及其在早期缺陷识别中的应用。 基于性能的材料选择： 建立系统化的材料选择方法论，包括指标体系的建立、材料性能数据库的利用，以及在成本、可加工性、环境兼容性等约束条件下进行多目标优化选择的决策流程。 特色与创新点： 本书强调“结构-性能-加工-应用”的闭环思维。每章均配有丰富的工程案例分析，探讨了航空发动机叶片材料、高压容器钢材、生物医用植入材料等实际工程问题中材料所面临的挑战。书中整合了最新的材料科学进展，如增材制造（3D打印）材料的特殊组织控制，以及智能材料（形状记忆合金等）的初步介绍，确保内容的前沿性。排版清晰，图表丰富，并配有大量的习题以巩固学习效果。

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我特别关注了书中关于“疲劳失效分析”部分的论述，其内容详实到令人生畏，并且完全与最新的行业标准接轨。作者没有满足于经典的S-N曲线，而是花了大篇幅去解析了高周疲劳和低周疲劳的根本差异，并详细介绍了基于断裂力学中的裂纹扩展速率的定量预测方法。书中清晰地展示了如何利用有限元分析（FEA）的结果，结合Paris定律来迭代计算结构的安全寿命，这些步骤描述得极其细致，每一个输入参数的取值范围、敏感性分析的过程都给出了明确的指导意见。更有价值的是，作者还探讨了表面处理工艺（如喷丸强化）对提高疲劳极限的机制，并给出了不同材料体系下工艺参数优化的实例数据。对于一个致力于进行可靠性设计和寿命评估的工程师而言，这部分内容简直是宝库，它提供的不仅仅是理论，更是可以直接落地的设计规范和验证工具。

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这本书在知识体系的构建上展现出惊人的宏观视野和严谨的逻辑推导，它成功地将原本零散的机械设计知识点编织成了一个有机整体。作者似乎刻意在避免“碎片化教学”，而是始终将每一个小模块置于整个机械系统的工作原理之中进行考察。例如，在讲解了传动系的几何设计之后，紧接着便会分析该传动系统在实际运行中所受到的动态载荷和振动特性，从而自然而然地引出对零部件刚度和阻尼设计的需求。这种“功能导向”的知识组织方式，使得读者在学习每一个组件的细节时，都能清楚地知道它在整个机器中的“使命”和“限制条件”。这种全局观的培养，恰恰是许多初学者最缺乏的，也是区分优秀工程师和合格技术员的关键。这本书真正做到了，让你在学完后，不仅仅是懂得如何计算，更是懂得如何“设计”一台机器。

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这本书的行文风格极为幽默且富有个人色彩，阅读体验简直是一种享受，完全打破了我对传统技术书籍的刻板印象。作者在解释一些拗口的专业术语时，总能信手拈来一些生活中的比喻或者历史典故来辅助说明，使得理解门槛大大降低。比如，他在讲解“刚体假设”的局限性时，竟然用了一段关于意大利面条在被提起时会发生弯曲的形象描述来强调变形的必要性。这种带着温度的叙述方式，让阅读过程不再是一种任务，而更像是一场与一位睿智长者的私下交流。此外，作者在强调某些关键概念时，偶尔会用一些略带讽刺的语气来调侃那些过时或错误的工程观念，这种坦率和自信，极大地增强了读者的信任感。我甚至在几次会心一笑后，会下意识地用书中的某个比喻来向同事解释一个复杂的力学问题，可见其影响之深远。

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我花了整整一个下午的时间来研究其中关于“摩擦与润滑”那一章的内容，简直可以用醍醐灌顶来形容。作者在阐述经典的摩擦理论时，没有停留在教科书式的公式堆砌，而是非常深入地探讨了不同工况下，材料表面微观形貌对宏观摩擦系数的影响。特别是他引入的“边界润滑失效模型”的分析，逻辑链条严密得让人拍案叫绝。他通过引入非线性动力学分析来解释润滑剂在高剪切速率下的性能衰减，这一点在我过去阅读的其他资料中是极少提及的深度。更让我印象深刻的是，作者似乎有着非常丰富的工程实践经验，他在理论推导的间隙，会穿插一些简短但极富洞察力的工程案例简述，比如某型号高速轴承在极端温度下的润滑剂选择失误导致的灾难性后果，这些“血的教训”让原本枯燥的理论瞬间变得鲜活而具有警示意义。这本书的深度，已经远远超越了一本“基础”读物应有的范畴，更像是一本资深工程师的十年心血总结。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉的盛宴，从封面到内页的排版，都透露着一种严谨而又不失艺术性的气息。封面采用了深邃的钴蓝色作为主色调，搭配着抽象的机械结构剪影，那种低调的奢华感立刻抓住了我的眼球。内页的纸张选择上，明显是经过精心挑选的，触感温润，即便是长时间阅读也不会感到疲惫。更值得称赞的是，书中大量的插图和示意图，线条极其清晰锐利，每一个受力分析的箭头、每一个零件的剖面，都处理得恰到好处，让人在理解复杂概念时，仿佛能亲手触摸到那些冰冷的金属和精密的齿轮。这种对细节的极致追求，远超出了我对于一本技术类书籍的预期，它更像是一件精心打磨的工艺品。翻阅的过程中，我甚至能感受到排版者在信息层级划分上的匠心，粗体、斜体、引文框的巧妙运用，使得技术要点和理论阐述之间切换自如，学习的效率因此大大提升。这本书的装帧，不仅是为了保护内容，更是在为内容增添一种庄重和专业的仪式感。

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