工程材料的力学行为 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西北工业大学出版社

作者:郑修麟

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-11-01

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787561218211

丛书系列:

图书标签:

• 第一章
• 工程材料
• 力学行为
• 材料科学
• 机械工程
• 材料力学
• 应力应变
• 断裂力学
• 材料性能
• 金属材料
• 聚合物材料

精密机械设计中的材料选择与应用 本书简介 本书旨在为从事精密机械设计、高级制造工艺以及相关材料科学研究的工程师、技术人员和学生提供一份全面、深入且具有高度实践指导意义的参考指南。我们聚焦于在现代工程领域中日益凸显的材料行为复杂性，尤其是在极端工况和高精度要求下的材料响应规律。 本书的核心内容围绕高性能结构材料的微观结构演变、宏观力学性能的精确表征及其在复杂载荷条件下的可靠性评估展开。我们摒弃了传统材料学教材中对基础晶体结构和基本强度理论的冗长叙述，而是直接切入当前工业界面临的关键挑战，即如何根据最终产品的性能需求，反向设计或筛选出最匹配的材料体系。 第一部分：前沿结构材料的本构关系与失效预测 本部分深入探讨了当前应用于航空航天、高端医疗器械和精密仪器制造领域中的特种合金、先进复合材料以及功能性聚合物的本构模型。我们侧重于材料在非线性应力状态下的行为描述： 1. 高温与蠕变行为的精细化建模： 针对涡轮叶片、高温反应堆部件等需长期暴露于高温环境的构件，本书详细分析了镍基高温合金和陶瓷基复合材料（CMCs）的稳态及瞬态蠕变机制。我们引入了基于晶界扩散和位错运动的耦合模型，用以预测材料在应力与温度耦合作用下的长期服役寿命。特别强调了微裂纹萌生与扩展对整体蠕变性能的影响，并提供了多种基于时间-温度参数（如Larson-Miller参数）的寿命外推方法。 2. 疲劳损伤演化与残余寿命评估： 疲劳是精密机械中最常见的失效模式之一。本书超越了传统的S-N曲线分析，重点讲解了基于断裂力学的多轴疲劳和随机载荷下的损伤累积模型。我们详细阐述了应力强度因子范围（$Delta K$）在裂纹扩展速率预测中的应用，并介绍了用于评估关键结构件寿命的线性累积法（Miner法则的局限性分析）及非线性损伤演变模型，如基于等效应变能释放率的方法。对于表面工程处理（如渗氮、喷丸强化）对疲劳性能的增强机制，也进行了详尽的分析和量化评估。 3. 冲击与高应变率响应： 在防护结构、碰撞安全系统和高速加工过程中，材料承受的载荷速率极高。本书探讨了金属材料（如高强钢、铝合金）在GHz级别的应变率下的动态屈服特性、应变率敏感性以及相变诱导的塑性行为（如马氏体相变）。我们引入了Johnson-Cook模型及其修正形式，并结合实验技术（如霍普金森杆测试）的数据解释，指导读者如何准确测量和应用这些动态材料参数。 第二部分：先进制造对材料性能的影响与控制 现代精密制造技术，如增材制造（AM）和定向凝固技术，正在重塑材料的微观结构。本部分致力于分析这些制造过程如何影响最终产品的力学性能和可靠性： 1. 增材制造金属部件的微观结构控制： 针对选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等技术，本书重点分析了熔池动力学、快速凝固速率对晶粒尺寸、晶界形态以及缺陷（如孔隙率、未熔合区）的影响。我们提供了评估增材制造件各向异性力学性能的系统方法，并探讨了热处理（如均化退火、热等静压HIP）对消除残余应力、优化织构和提升疲劳性能的关键作用。 2. 功能梯度材料（FGMs）的界面设计： FGMs因其梯度变化的成分和微观结构，能够有效应对界面处的应力集中问题。本书详细介绍了梯度材料的制备方法（如粉末冶金、梯度烧结），并阐述了其非均匀弹性模量和泊松比对整体结构承载能力的影响。内容包括如何根据预期的载荷分布来设计最佳的材料梯度函数。 3. 表面完整性与接触力学： 在精密轴承、齿轮和密封件等接触副中，表面质量决定了磨损和接触疲劳寿命。本书深入探讨了表面粗糙度参数（如$R_a$, $R_z$）与接触区域应力分布的关联，以及微观点接触下的赫兹理论在实际工程应用中的修正。我们还分析了涂层材料（如类金刚石DLC涂层、陶瓷涂层）的界面粘结强度测试方法及其对摩擦磨损性能的提升机制。 第三部分：面向可靠性的材料性能测试与无损评价 要实现高可靠性设计，必须依赖精确的材料性能数据和先进的测试手段。 1. 原位（In-situ）力学测试技术： 本书详细介绍了在同步辐射光源、扫描电子显微镜（SEM）或透射电子显微镜（TEM）环境下进行的实时力学测试技术。例如，如何同步采集材料在拉伸、压缩或蠕变过程中的形貌变化、位错运动和晶粒内部应力分布，从而建立“微观-介观-宏观”的性能关联。 2. 损伤的无损检测与量化： 针对结构服役过程中的内部损伤识别，我们重点介绍了超声波检测（UT）、声发射（AE）以及数字图像相关（DIC）技术在裂纹萌生和扩展监测中的应用。尤其强调了如何利用声发射信号的特征参数（如能量、频率谱）来区分材料内部的塑性变形、基体开裂还是纤维断裂等不同损伤模式。 3. 结构健康监测（SHM）的材料数据接口： 本书最后探讨了如何将材料的本构模型和实时监测数据结合起来，实现对关键结构件的预测性维护。这包括传感器数据（如应变、温度、频率响应）到材料损伤状态评估的算法转化，以及在有限元模型中实时更新材料退化参数的方法。 目标读者与特色： 本书不侧重于材料的化学成分或基础冶金学，而是面向已掌握基础材料学知识、致力于解决复杂工程力学问题的研究人员和高级工程师。其特色在于高度的跨学科整合性——将先进的断裂力学、非线性有限元分析方法与现代制造技术对材料性能的实际影响紧密结合，提供了大量工程实例和数据驱动的分析工具，旨在帮助读者实现从“材料性能数据”到“可靠结构设计”的直接转化。

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这本书，我拿到手的时候，就觉得沉甸甸的，一看封面，是《工程材料的力学行为》，名字就透着一股专业劲儿。我买这本书，主要是想了解金属在不同载荷下的表现，比如拉伸、压缩、弯曲，还有疲劳和断裂。我一直对材料科学很感兴趣，尤其是在工程应用中，材料的性能直接决定了产品的可靠性和安全性。这本书的排版还算清晰，章节的划分也比较合理，比如从基础的应力应变关系讲起，然后逐步深入到塑性变形、蠕变、断裂力学等等。我最想从中学习的是如何通过材料的微观结构来理解宏观的力学性能，比如晶体结构、位错运动等等，这些对于我后续进行材料设计和选择非常有帮助。而且，书中还应该会涉及一些实验方法和数据分析，这对于验证理论和指导实践至关重要。如果能有一些实际工程案例的分析，那就更好了，能让我更直观地理解这些理论知识是如何应用到实际中的。总的来说，我对这本书的期望很高，希望它能为我打开工程材料力学世界的大门。

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我购买这本书，主要是因为我的工作经常需要接触到陶瓷和玻璃等脆性材料。这些材料虽然具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，但在力学性能方面，尤其是韧性方面，存在很大的挑战。我希望《工程材料的力学行为》能够提供关于脆性材料力学行为的详细论述，包括其独特的断裂机制，比如Griffith理论的深入讲解，以及裂纹扩展的预测方法。我特别想了解如何通过微观结构的设计和改性来提高脆性材料的韧性，例如引入增韧相或者控制晶粒尺寸。书中如果能包含一些关于陶瓷基复合材料或者玻璃陶瓷的力学性能介绍，那就更好了。此外，对于这些材料在冲击载荷下的行为，以及如何进行可靠性评估，我也是非常关注的。希望这本书能够提供一些实用的指导，帮助我在实际工程中更好地应用和设计脆性材料。

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这本书的封面设计给人一种严谨、专业的印象，让我对其中的内容充满了期待。我之所以选择《工程材料的力学行为》，是因为我一直对工程材料的动态力学性能很感兴趣，尤其是在高速冲击或者振动载荷下的表现。我希望这本书能够详细介绍材料的动态屈服、冲击韧性以及能量吸收能力。例如，在汽车安全设计中，材料的吸能特性至关重要。我希望能从中学习到相关的测试方法，比如落锤试验、拉伸冲击试验等，以及如何根据测试结果来评估材料的动态力学性能。此外，书中关于材料的阻尼性能以及如何利用材料的阻尼特性来减振降噪的内容，也是我非常想了解的。如果能有关于新型吸能材料或者减振材料的介绍，那就更具启发性了。我希望这本书能够为我提供更深入的理解和更实用的知识，以便我能在动态力学领域进行更有效的研究和应用。

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这本书的装帧非常有质感，封面设计简洁大气，一看就是认真制作的。我选择这本书，是因为我的专业方向需要深入研究高分子材料在极端环境下的力学表现。例如，在高温、高湿或者腐蚀性介质中，高分子材料的强度、韧性以及老化特性都会发生显著变化。我希望这本书能够系统地介绍这方面的知识，包括各种典型高分子材料的力学性能测试方法，以及影响其性能的微观因素。我尤其关注的是书中关于复合材料力学行为的章节，比如碳纤维增强聚合物（CFRP）在航空航天领域的应用，这种材料的各向异性以及失效机制是我想深入了解的。如果书中能包含一些数值模拟和有限元分析（FEA）的内容，那就更符合我的需求了，因为这些方法在预测和优化复合材料结构性能方面起着关键作用。另外，我对材料的疲劳寿命预测和断裂韧性评估也非常感兴趣，希望书中能提供详细的理论和计算方法。

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我入手这本《工程材料的力学行为》，完全是被其在材料力学基础理论上的深度所吸引。作为一名研究生，我需要在导师的指导下，对各种工程材料的变形和破坏机理有深刻的理解。这本书的书名就很精准地概括了我想要的内容，涵盖了从弹性力学到塑性力学，再到断裂力学等核心领域。我非常期待书中能够详细阐述各种材料模型，比如胡克定律、莫尔-库仑准则、以及更复杂的本构模型，并且能够通过数学推导和图示来清晰地解释其物理意义。此外，对于材料在不同温度、应变速率下的力学行为差异，我也有着浓厚的兴趣。例如，金属材料在低温下可能表现出脆性，而高分子材料在高温下则可能发生蠕变。书中若能包含一些关于这些影响因素的深入分析，以及相关的实验数据和图表，那将非常有价值。我希望这本书能够帮助我建立起一套完整的材料力学理论框架，为我未来的科研工作打下坚实的基础。

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