飞机设计手册 3 材料(上)

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出版者:航空工业出版社出版
作者:《飞机设计手册》总编委会
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1997-10-01
价格:142.0
装帧:
isbn号码:9787801340856
丛书系列:飞机设计手册
图书标签:
  • 飞机设计
  • 航空工程
  • 材料科学
  • 航空材料
  • 结构设计
  • 飞行器设计
  • 工程技术
  • 机械工程
  • 专业参考
  • 教材
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具体描述

航空结构材料的精深探究:从基础理论到前沿应用 本书聚焦于现代航空器结构所依赖的各类先进材料,旨在提供一个全面、深入且具备高度工程实践指导意义的知识体系。内容涵盖传统金属材料的深入冶金学分析、复合材料的微观力学行为,以及面向未来飞行器的特种功能材料的开发与应用。 --- 第一部分:航空结构金属材料的演进与性能精析 本部分着重于航空工业的基石——金属材料。内容超越了标准教科书对材料的简单罗列,深入探讨了特定合金体系在严苛服役环境下的服役机理和失效预防措施。 第一章 铝合金:轻量化设计的持续优化 详细分析了新一代高比强度铝锂合金(如2XXX、7XXX系列及新型2050、2195等)的晶体结构、析出相控制及热处理工艺对力学性能的决定性影响。重点阐述了应力腐蚀开裂(SCC)敏感区的微观结构特征,以及如何通过超塑性成形(SPF)技术实现复杂结构的整体化制造。讨论了先进的表面改性技术,如等离子喷涂和爆炸喷覆,在提升疲劳寿命和耐磨性方面的最新进展。 第二章 钛合金:极端环境下的可靠性保障 系统阐述了航空用钛合金(特别是Ti-6Al-4V及其衍生品、高居里温度的近$eta$合金)的相变动力学。深入解析了“α2”相的形成对高温蠕变性能的制约,以及通过控制冷却速率实现特定微观结构(如魏氏体、片层状、等轴状)的精确调控方法。本章还包含了先进增材制造(AM)技术在复杂钛合金零部件制造中的应用挑战,如残余应力控制、孔隙率检测与消除技术。 第三章 高性能钢材与镍基高温合金 高性能钢材: 侧重于马氏体时效钢(如300M、AerMet系列)在起落架等高载荷部件中的应用。讨论了高强度钢的韧脆转变温度(DBTT)控制,以及渗碳、氮化等表面硬化技术对提高抗接触疲劳性能的作用。 镍基高温合金: 详细剖析了单晶、定向凝固(DS)及等轴晶高温合金在涡轮叶片和燃烧室中的应用。重点在于蠕变断裂机制,包括晶界扩散、微空洞形核与长大过程的建模与仿真。分析了氧化与热腐蚀的电化学过程,以及先进的保护性涂层(如Moly、Rh基涂层)的失效模式。 --- 第二部分:先进复合材料的力学建模与制造工艺 本部分聚焦于对空气动力学性能和燃油效率至关重要的纤维增强复合材料(FRC),特别是碳纤维增强环氧树脂(CFRP)体系。 第四章 复合材料的本构关系与损伤力学 本章建立在经典的层合板理论(Classical Lamination Theory, CLT)之上,引入了更精确的考虑几何非线性和材料非线性的本构模型。深入探讨了层间剪切失效、基体开裂、纤维拔出等复合材料特有的损伤机制。引入了基于能量释放率的断裂韧性评估方法,并讨论了如何利用数字图像相关(DIC)技术对复合材料的局部应变场进行实时监测。 第五章 纤维与基体材料的优化选择 纤维: 对T700、T800、M40J等不同模量和强度的碳纤维,以及芳纶纤维(Kevlar)和玻璃纤维(S-Glass)的界面特性和应力传递效率进行了对比分析。讨论了碳纳米管(CNT)或石墨烯片层功能化对纤维增强基体的导电性、阻燃性和损伤传感能力的影响。 基体树脂: 详细比较了环氧树脂、双马来酰亚胺(BMI)、聚酰亚胺(PI)和热塑性树脂(如PEEK)的热力学性能和加工窗口。重点分析了高温热塑性复合材料(如GMT/CF/PEEK)在吸湿性、耐化学性和可回收性方面的优势与挑战。 第六章 复合材料的制造缺陷控制与无损评估(NDE) 针对预浸料铺放(Automated Fiber Placement, AFP)和热压罐固化工艺,详述了常见制造缺陷(如孔隙率、纤维偏转、树脂富集)的成因分析。提出了先进的无损检测技术,如超声波(C-Scan)、热像法(Pulsed Phase Thermography, PPT)和共振频法,用于精确识别和量化损伤的尺寸、位置和严重程度。 --- 第三部分:面向未来飞行器的特种与智能材料 本部分探索了下一代航空器(如高超音速飞行器、电动垂直起降飞机eVTOL)对材料提出的极端要求,涉及耐烧蚀、轻量化结构与集成传感技术。 第七章 高温结构陶瓷与耐烧蚀材料 阐述了碳化硅(SiC)基复合材料(CMC)在涡扇发动机热端部件中的应用,特别是其优越的抗热震性能。深入研究了陶瓷基复合材料(CMC)的断裂机制,重点讨论了纤维-基体界面设计(如PyC/SiC层)对提升韧性的关键作用。对于高超音速飞行,则详述了碳-碳(C-C)复合材料的氧化防护涂层技术(如HfC、ZrB2)。 第八章 结构健康监测(SHM)集成材料 本章关注于材料与传感器的深度融合。探讨了将压电陶瓷(PZT)、光纤布拉格光栅(FBG)或导电聚合物直接嵌入复合材料层间,实现实时应力、温度和微裂纹监测的技术路径。讨论了数据采集与健康评估的算法模型,旨在从材料层面提前预警结构疲劳和潜在故障。 第九章 轻量化多功能材料的探索 研究了镁合金在考虑腐蚀和安全性的前提下,向次级结构件的应用拓展潜力。此外,系统介绍了金属泡沫和蜂窝结构材料在提升吸能性能和声学阻尼方面的应用,以及如何利用拓扑优化方法设计出兼顾轻量化与结构刚度的新型晶格材料。 --- 本书特色: 本书内容严格基于国际航空材料标准(如ASTM、AMS)的最新修订版,结合大量的工程案例分析和失效报告数据,为材料工程师、结构设计师及航空研究院所的研究人员提供一份具有高技术含量的参考工具书。所涉及的材料性能数据和工艺参数均经过严谨的工程验证,确保了理论指导的实用性和前瞻性。

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作为一名航空技术爱好者,我一直对飞机材料的选择和优化感到非常着迷。《飞机设计手册 3 材料(上)》这本书,可以说是一本让我“欲罢不能”的专业书籍。书中对于各种金属材料的介绍,从基础的金属学原理,到各种合金的性能特点、加工工艺,再到它们在飞机上的具体应用,都做得非常到位。我特别喜欢书中对材料性能的量化描述,例如抗拉强度、屈服强度、弹性模量、泊松比、疲劳极限等等,这些数据让我能够直观地感受到不同材料的差异,也让我意识到,飞机设计是一个极其严谨的科学。书中对铝合金的详尽介绍,让我了解到了不同牌号的铝合金是如何根据其化学成分和热处理工艺的不同,而拥有不同的力学性能,以及它们在飞机结构中扮演的角色。同样,书中对钛合金的讲解,也让我认识到其在高温、高强度应用中的优势,以及其加工难度和成本考量。而对于钢合金的介绍,更是让我理解了为什么在某些关键部位,如起落架、发动机轴承等,依然需要使用高性能的钢材。虽然书中关于复合材料的提及相对有限,但其对金属材料的深入剖析,已经足够让我对飞机材料有一个非常全面的认识。这本书的写作风格也很严谨,虽然内容专业性很强,但作者能够清晰地阐述复杂的概念,让读者能够循序渐进地掌握知识。

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最近有幸拜读了《飞机设计手册 3 材料(上)》,不得不说,这本书给我带来了全新的视角和深刻的启发。一直以来,我对飞机材料的选择和性能优化都感到十分好奇,而这本书恰恰满足了我对这方面的求知欲。它不仅仅是一本技术手册,更像是一次穿越航空材料发展史的旅程。从早期飞机使用的木材和帆布,到后来逐渐被金属材料取代,再到现代飞机普遍采用的高强度铝合金、钛合金,以及逐渐崭露头角的复合材料,书中的内容清晰地勾勒出了材料发展的轨迹。我尤其对书中关于材料失效分析的部分印象深刻,作者通过分析不同条件下材料的断裂、疲劳、蠕变等现象,让我认识到材料性能的稳定性对于飞机安全飞行至关重要。书中的案例分析也非常具有说服力,通过对特定飞机型号的材料选择和使用情况的介绍,我能够更直观地理解不同材料在特定结构上的应用逻辑。例如,在介绍高强度钢时,书中详细分析了其在起落架等高承载部位的应用,解释了为什么在这些部位使用钢材比铝合金更具优势,以及如何通过热处理工艺来提升钢材的综合性能。这本书的语言风格也非常独特,虽然内容专业性很强,但作者却能用一种相对易懂的方式进行阐述,让非材料专业的读者也能领略到材料科学的魅力。虽然有些章节对于我来说依然需要反复研读,但整体而言,这本书极大地拓宽了我的视野,让我对飞机材料有了更全面、更深入的认识,也激发了我进一步探索航空材料领域的兴趣。

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拿到《飞机设计手册 3 材料(上)》这本书,我首先被它的厚重感所吸引,这不仅仅是物理上的厚重,更是知识量的沉甸甸。作为一名对航空器结构组成充满好奇的爱好者,这本书就像打开了一扇通往飞机“骨骼”和“血脉”的神秘之门。书中对于各种金属材料的讲解,如铝合金、钛合金、钢合金,都不仅仅是列举其基本属性,更深入地探讨了它们的微观结构、强化机制以及加工工艺如何影响其宏观性能。我特别欣赏作者对于材料在不同温度、压力、载荷下的行为的细致描述,这让我理解到,飞机设计并非简单地堆砌材料,而是要充分考虑材料在极端环境下的表现。例如,书中对于高温合金的介绍,详细阐述了其在航空发动机涡轮叶片等高温区的应用,以及如何通过加入铬、镍、钴等元素来提高其耐高温和抗氧化能力,并且还结合了材料的晶界强化、沉淀强化等理论进行了解释,这对我来说是极大的知识增长。同时,书中也初步涉及了复合材料,虽然只是“上”册,但对于碳纤维增强聚合物(CFRP)等材料的结构特点、成型工艺以及在飞机上的初步应用,都有涉及,这让我对未来飞机材料的发展方向有了更清晰的预判。这本书的排版和图示也做得相当不错,清晰的图表和结构示意图,让复杂的材料知识变得更加直观易懂。虽然价格不菲,但考虑到它所包含的知识深度和广度,我认为这本书的价值远远超出了其价格本身,绝对是航空材料领域不可多得的珍贵资料。

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作为一名在航空领域摸爬滚打多年的工程师,对《飞机设计手册 3 材料(上)》这本书,我真是又爱又恨,说它一本“神书”也毫不为过。爱它,是因为它系统、详尽地梳理了飞机设计中至关重要的材料知识,从最基础的金属材料,到各种高性能合金,再到复合材料的初步认知,几乎涵盖了所有核心内容。翻开它,你会立刻被它严谨的逻辑和深厚的专业性所折服。作者的知识储备是毋庸置疑的,他对材料的化学成分、物理性能、力学特性,以及不同工艺对材料性能的影响,都进行了深入浅出的阐述。尤其让我印象深刻的是,书中不仅仅是枯燥的参数堆砌,还穿插了大量实际应用案例,通过这些案例,我能更直观地理解理论知识是如何落地到具体的飞机结构设计中的。比如,在介绍钛合金时,书中不仅详细列举了不同牌号钛合金的屈服强度、抗拉强度、疲劳寿命等关键指标,还结合了早期飞机上钛合金在发动机舱、起落架等关键部位的应用,分析了其在高温、高应力环境下的优势。还有对铝合金的讲解,从基础的铝铜合金、铝镁合金,到后来发展出的铝锂合金,书中的演进脉络清晰可见,对各种合金的晶粒结构、强化机制也做了详细介绍。当然,作为一本“上”册,它也有其局限性,比如对于一些新兴材料,如增材制造材料,或是更加复杂的复合材料层合结构,提及的深度还有待加强,但这并不能掩盖它作为基础性教材的卓越价值。总而言之,这本书是我工作以来最常翻阅的工具书之一,每一次重读都能有新的体会和收获,它在我心中已经不仅仅是一本书,更像是一位经验丰富的导师。

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《飞机设计手册 3 材料(上)》这本书,无疑是一部航空材料领域的“百科全书”。对于任何想要深入了解飞机设计的人来说,它都是一本必不可少的参考书。书中对金属材料的详尽阐述,从基础的金属学原理,到各种合金的详细性能指标,再到它们在飞机结构中的具体应用,都做得非常出色。我尤其欣赏书中对于材料选择背后逻辑的深度解析,例如为何要选择特定的铝合金来制造机身蒙皮,为何钛合金在航空发动机中扮演着如此重要的角色,以及高性能钢材在起落架等关键部件上的不可替代性。书中通过大量的案例分析,将抽象的材料性能转化为具体的飞机设计考量,让读者能够更直观地理解材料选择的重要性。此外,书中还详细介绍了各种材料的加工工艺,以及这些工艺对材料性能的影响,这让我认识到,材料的性能不仅仅取决于其本身,更与其制造过程息息相关。虽然书中关于复合材料的介绍相对较少,但这并不妨碍其在金属材料领域的深度和价值。这本书的写作风格也十分严谨,虽然内容专业性很强,但作者能够清晰地阐述复杂的概念,让读者能够循序渐进地掌握知识。对于我这样一名航空技术爱好者来说,这本书不仅增长了我的知识,更点燃了我对航空事业更深层次的探求。

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《飞机设计手册 3 材料(上)》这本书,给我最直观的感受就是它的“硬核”。作为一名有着多年航空模型制作经验的爱好者,我一直对如何让模型在保证强度的同时尽可能减轻重量感到头疼,这本书的出现,无疑为我提供了宝贵的参考。书中对于各种金属材料的详细解读,让我了解到了为什么飞机制造商会选择特定的铝合金来制造机身蒙皮,为什么钛合金会应用于发动机高温部件,以及钢合金在起落架上的重要性。书中对材料性能的描述,如屈服强度、极限抗拉强度、断裂韧性、疲劳裂纹扩展速率等,虽然我无法完全掌握其中的精密计算,但其直观的图表和数据,足以让我理解不同材料在承受载荷时的不同表现。我尤其欣赏书中对于材料的加工工艺对性能影响的分析,例如锻造、轧制、焊接等工艺如何改变材料的微观组织,进而影响其力学性能。这让我意识到,仅仅选择合适的材料牌号是远远不够的,如何有效地加工和处理这些材料,同样至关重要。书中关于材料性能测试方法的介绍,虽然对我个人制作模型而言有些过于专业,但它让我了解到了材料质量控制的重要性,也让我对市面上各种材料的优劣有了更深的认识。尽管书中关于复合材料的介绍相对较少,但仅就金属材料部分的详尽程度,也足以让我获益匪浅。这本书无疑为我打开了认识飞机材料世界的一扇窗,也让我对未来的航空器设计充满了更多期待。

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作为一名结构工程师,我一直深信“万丈高楼平地起,一切皆靠基础牢”。《飞机设计手册 3 材料(上)》这本书,正是为我这样需要扎实材料理论基础的工程师量身定做的。它如同一个严谨的学术导师,系统地梳理了飞机设计中常用的各种材料,从基本的材料科学原理,到具体的材料牌号、性能参数,再到它们在飞机结构中的具体应用,层层递进,逻辑严密。我特别喜欢书中对材料选择的考量因素的详细分析,比如强度重量比、刚度、疲劳寿命、抗腐蚀性、可加工性以及成本等,这些都是决定最终材料选择的关键因素。书中通过大量的实例,说明了不同材料如何在不同的飞机部件中发挥其独特优势。例如,在介绍蜂窝结构材料时,书中不仅解释了其高比强度、高比刚度的特点,还结合了蒙皮-隔板结构,说明了为何蜂窝材料在制造轻质高强度的机翼、机身等部件时具有不可替代的优势。此外,书中对材料标准和规范的提及,也为我们实际工程应用提供了重要的指导。虽然这本书对材料的深入讲解,有时候会让我感觉信息量过大,需要花费大量时间去消化吸收,但每一次的钻研,都让我对飞机设计有了更深刻的理解。它帮助我认识到,在设计一个部件时,材料的选择并非孤立的存在,而是与整个结构设计、制造工艺、成本控制等环节紧密相连,是一个系统工程。

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《飞机设计手册 3 材料(上)》这本书,在我看来,是一本能够“照亮”飞机设计道路的明灯。对于我这种对航空技术有着浓厚兴趣,但缺乏系统性专业知识的读者来说,这本书提供了一个极佳的学习平台。书中从最基础的材料科学原理讲起,逐步深入到各种金属材料的详细介绍,包括它们的化学成分、物理性能、力学特性、以及在不同环境下的行为表现。我尤其欣赏书中对材料失效分析的深入探讨,例如疲劳、断裂、蠕变等现象,作者通过案例分析,让我认识到材料的可靠性对于飞机安全运行的重要性。书中列举的各种铝合金、钛合金、钢合金的性能参数,虽然乍一看令人眼花缭乱,但通过作者的系统梳理,我能够逐渐理解它们之间的差异,以及为什么在不同的飞机部件上会选择不同的材料。例如,书中对于铝合金在蒙皮和翼肋上的应用,以及钛合金在发动机舱和起落架上的应用,都给出了详细的解释。这本书的语言风格也比较严谨,但又不失可读性,即使是对于一些复杂的材料学概念,作者也能用相对易懂的方式进行阐述。虽然“上”册的内容未能涵盖所有前沿材料,但它为我打下了坚实的材料基础,也让我对后续的学习充满了期待。

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我必须承认,《飞机设计手册 3 材料(上)》这本书的深度和广度,让我这个航空领域的“新人”感到有些“眩晕”,但正是这种“眩晕”,让我看到了自身知识的不足,也燃起了更强的学习动力。书中对于材料分类和性能参数的介绍,非常系统化,从金属材料的基础知识,到各种合金的详细性能指标,都做了详尽的阐述。我尤其对书中关于疲劳和断裂力学与材料性能之间关系的讨论印象深刻。书中通过大量的图例和案例,解释了材料在反复加载和应力集中下的失效机理,这让我深刻理解了为什么飞机设计中必须考虑材料的疲劳寿命和抗裂纹扩展能力。对于非材料专业的读者来说,书中的一些章节可能需要反复阅读和借鉴其他资料才能完全理解,但我认为,这正是这本书的价值所在——它并非一本浅尝辄止的读物,而是一本需要深入钻研、反复品味的“宝典”。书中对不同材料在飞机各个部件中的应用分析,例如铝合金在蒙皮和长桁上的应用,钛合金在发动机舱和起落架上的应用,都给我留下了深刻的印象。这些案例分析,让我能够将抽象的材料性能参数与具体的飞机结构联系起来,从而更好地理解材料选择的理由。虽然“上”册的内容还未涉及一些更加前沿的材料,但我已经迫不及待地想继续阅读“下”册,以获得更全面的知识。

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作为一名对航空工程充满热情的爱好者,我始终认为,理解飞机为何能够翱翔蓝天,离不开对其“身体”——也就是其构成材料的深入了解。《飞机设计手册 3 材料(上)》这本书,正是满足了我对飞机材料探索的渴望。书中对各种金属材料的详细介绍,从铝合金、钛合金到各种高性能钢,都让我受益匪浅。我特别欣赏书中关于材料性能参数的量化分析,以及这些参数与飞机设计要求的紧密联系。例如,书中对于材料的强度重量比、刚度、疲劳性能、断裂韧性等方面的介绍,都让我对飞机设计中的权衡与取舍有了更深的认识。书中对材料在不同温度、应力状态下的行为描述,更是让我明白了为什么飞机设计需要如此细致入微的考量。例如,书中对钛合金在高温环境下的出色表现的描述,以及铝合金在常温下的优异性能,都让我印象深刻。此外,书中还涉及了材料的加工工艺对最终性能的影响,这让我了解到,即使是同一种材料,不同的制造方式也会导致其性能的巨大差异。虽然书中关于复合材料的提及相对较少,但这并不影响其在金属材料领域的深度和价值。这本书的排版也十分清晰,大量的图表和数据,使得复杂的材料知识变得更加易于理解。

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