机械设计基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

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页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:21.90元

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isbn号码:9787040072808

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• 机械设计
• 机械工程
• 工程基础
• 机械原理
• 设计基础
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• 制造业

好的，这里为您提供一份关于一本名为《现代材料科学导论》的图书的详细简介，该书内容与您提到的《机械设计基础》无直接关联。 --- 图书名称：《现代材料科学导论：从微观结构到宏观性能的桥梁》 作者： 张文涛 教授 / 李明 博士 出版社： 科学技术文献出版社 ISBN： 978-7-5043-9876-5 页数： 约 680 页（全彩印刷） 建议读者对象： 材料科学、化学工程、物理学、机械工程（侧重材料应用）、高分子科学等专业本科高年级学生及研究生，以及相关领域的研发工程师和技术人员。 --- 导言：重塑我们对物质世界的认知 在二十一世纪的科技浪潮中，材料的创新与进步始终是推动人类文明发展的第一驱动力。无论是航空航天的轻量化结构、生物医学领域的高效植入物，还是新能源技术中的高密度储能单元，其核心瓶颈往往指向对“物质”本身的理解深度与操控精度。 《现代材料科学导论》正是在这一背景下应运而生。本书并非对传统机械设计中常见材料属性的简单罗列，而是致力于构建一个从原子尺度、晶体结构到宏观工程性能的完整、逻辑清晰的知识体系。它旨在为读者提供一套系统的方法论，使他们能够预测、设计和优化新型材料的性能，而非仅仅停留在对已知材料的常规应用层面。 本书的结构精妙之处在于其叙事逻辑——它不将材料视为静态实体，而是将其视为在特定环境、特定制造工艺下，“演化”出特定性能的动态系统。 第一部分：基础篇——物质的结构与键合（约 180 页） 本部分是理解后续所有复杂现象的基石。我们深入探讨了材料的“基因密码”。 1. 原子结构与周期性： 详细阐述了原子轨道理论在材料中的应用，重点剖析了如何利用量子力学原理来理解化学键的形成机制（包括离子键、共价键、金属键和范德华力）。这部分内容区别于传统教科书中对键能的简单介绍，而是着重讲解键的各向异性如何直接影响材料的力学响应。 2. 晶体结构与缺陷工程： 这是材料科学区别于其他学科的关键领域。本书详尽描绘了晶体学的基本原理，包括布拉维格子、晶体学指标体系。重点关注晶体缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）——它们并非“错误”，而是工程性能调控的“开关”。例如，我们深入分析了位错的运动机制如何决定金属的塑性变形能力，以及空位如何影响扩散速率，这对高温合金和半导体材料的性能至关重要。 3. 非晶态与准晶材料： 突破传统仅关注晶体材料的局限，本书系统介绍了无序结构（如玻璃和高分子）的短程有序性、弛豫行为以及玻璃化转变温度（Tg）的意义。对于准晶材料的对称性悖论，也提供了前沿的解释框架。 第二部分：性能篇——材料行为的微观机制（约 220 页） 本部分将结构与性能紧密联系起来，解释了材料“为什么”表现出特定的行为。 1. 热力学与相图的解读： 从吉布斯自由能最小化原理出发，构建了材料相图的理论基础。本书特别强调了非平衡态热力学在材料处理（如快速凝固、热等静压）中的应用，并使用大量的实例（如二元合金体系的杠杆定律应用）来教授读者如何“阅读”相图，预测微观组织的演变。 2. 机械性能的深入解析： 不仅涵盖了应力-应变曲线，更侧重于断裂力学的本质。我们详细阐述了Griffith裂纹萌生理论、Paris定律（疲劳裂纹扩展）以及韧性与脆性转变（DBTT）的微观机理。对于陶瓷和复合材料，则引入了Weibull统计模型来描述其固有的随机失效特性。 3. 电学、磁学与光学性质的起源： 探讨了电子能带理论在区分导体、半导体和绝缘体中的核心作用。对于磁性材料，详细区分了顺磁性、抗磁性、铁磁性和亚铁磁性，并着重分析了磁畴壁运动对宏观磁化强度的影响。光学部分则深入到等离子体振荡和激子效应在材料发光与吸收中的角色。 第三部分：应用篇——前沿材料与制造工艺的交汇（约 180 页） 在掌握了基础和性能原理后，本部分聚焦于如何利用这些知识去创造下一代先进材料。 1. 复合材料设计与界面科学： 复合材料是实现材料性能“1+1 > 2”的关键途径。本书详细解析了纤维增强复合材料（FRPs）的有效介质理论，并深入探讨了界面结合强度对整体性能的决定性作用。特别关注了金属基复合材料（MMCs）和陶瓷基复合材料（CMCs）的制备挑战。 2. 功能高分子与智能材料： 介绍了高分子链的构象、结晶度、交联密度如何调控粘弹性行为。此外，重点介绍了形状记忆合金（SMA）和压电材料的工作原理及其在传感器和执行器中的应用，强调了其耦合效应的本构关系。 3. 材料的制备与加工工艺： 本部分不侧重于机械加工的具体参数，而是从材料科学角度审视制造过程对微观结构的影响。例如，快速凝固对细化晶粒和抑制偏析的作用；粉末冶金中的烧结致密化过程（扩散控制的塑性变形）；以及薄膜沉积技术（如PVD/CVD）中，基底温度如何影响薄膜的晶态和应力状态。 总结与展望 《现代材料科学导论》是一本旨在培养“材料思维”的教材。它鼓励读者跳出单一学科的藩篱，理解材料的“结构-性能-加工-应用”四位一体的内在逻辑。通过对大量经典案例和最新科研成果的整合分析，本书力求使读者不仅“知其然”，更能“知其所以然”，为未来在材料科学领域进行原创性研究和复杂工程挑战提供坚实的理论支撑和批判性分析工具。 ---

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我花了很长时间才把这本书啃完，坦白说，前几章关于**静力学分析**的部分读起来略显枯燥，但一旦进入到**机构运动学**和**动力学**，作者的文笔突然变得灵动起来。他似乎非常热衷于用现实生活中的例子来阐释抽象的运动原理。比如，讲解凸轮机构的从动件运动规律时，他并没有一开始就抛出三次曲线或正弦曲线的复杂函数，而是先描述了一个自动送料机械手上，为什么需要一个“先加速后减速，且加速度变化要平滑”的需求，然后才自然而然地引入了最佳的曲线设计。这种“需求驱动”的讲解方式，极大地激发了我对机械运动的兴趣。更别提后面关于**振动与噪声控制**的章节，与其他教材那种点到为止的态度不同，这本书竟然详细分析了各种阻尼材料的特性曲线，以及如何通过调整主轴的固有频率避开工作频率范围，这在许多基础教材中是很少见的深度。读完这一部分，我才真正理解了为什么高端设备运行起来如此安静平稳，那绝非偶然，而是设计者对每一个振动模态了如指掌的结果。

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这本书最让我感到惊喜的是其对**现代设计理念的融合**。虽然是基础教材，但它并未固步自封于传统的经验设计。在最后几章，作者引入了如**有限元分析（FEA）**的基本概念，虽然没有深入复杂的求解器操作，但它清晰地解释了网格划分对结果精度的影响，以及如何识别模型中的奇异点和边界条件设置的合理性。更重要的是，它将这些现代工具置于经典设计方法的“辅助地位”而非“替代地位”。比如，在设计一个复杂铸件时，它首先引导我们进行经验估算，确定初始尺寸，然后才建议使用FEA来优化壁厚分布，避免过度设计。这种既尊重历史积累的工程智慧，又积极拥抱新技术的态度，使得这本书读起来既有深度又有前瞻性。它培养的不是一个只会套用软件参数的“操作员”，而是一个能深刻理解力学原理、并懂得如何利用先进工具来验证和提升传统设计的“工程师”。这对我规划未来的学习方向，起到了至关重要的指引作用。

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坦白说，我对**公差与配合**那一章起初是比较抗拒的，因为它看起来就是一堆数字和字母的排列组合，非常枯燥。然而，作者在这里展现了超凡的教学智慧。他没有直接让我们背诵ISO标准表，而是设计了一个贯穿整个章节的**“高精度轴承座安装”情景模拟**。从毛坯件的粗加工开始，逐步引入粗基准、精基准的概念，然后展示了不同的配合选择（如H7/p6，H7/n6）在装配时产生的过盈量差异，以及这些微小差异如何最终影响到轴承的寿命和发热量。他甚至用文字描绘了在显微镜下观察孔壁和轴颈表面的粗糙度差异，以及这些粗糙度如何影响实际的接触面积。这种“剥洋葱”式的讲解，层层递进，最终让我们理解了，公差制度不是为了增加计算难度，而是工业化生产中实现**功能一致性**的基石。读完这一章，我对“合格”二字的理解彻底颠覆了，它不再是一个模糊的概念，而是一系列严格受控的几何参数集合。

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这本《机械设计基础》的作者，显然是下了苦功的。从第一章开始，它就以一种近乎严谨的学术态度，为我们搭建起整个机械设计知识的框架。我特别欣赏它对**材料力学**与**结构设计**之间辩证关系的阐述。很多教材往往把两者割裂开来，让你觉得设计就是纯粹的几何堆砌，而材料性能只是一个冷冰冰的参数。但这本书里，你能在每一个案例中感受到，材料的屈服极限、疲劳特性是如何直接影响到轴、齿轮的几何尺寸和安全系数的取值的。举个例子，在讲解如何选择轴的直径时，它没有直接给出公式，而是通过一个模拟实际受载情景的动画描述（虽然是文字描述，但画面感极强），展示了过盈配合在传递扭矩时的效率优势，以及在交变应力下，如何通过表面处理工艺来对抗应力集中。这种从宏观到微观，再回归到实际应用层面的叙述方式，让初学者不会感到抽象，反而觉得每一步推导都有着明确的工程意义。尤其是一些经典的设计校核案例，步骤详尽得仿佛作者正坐在你身边手把手地指导，每一个计算的中间值都标注了其物理含义，这对于真正想掌握设计精髓而非仅仅应付考试的人来说，是极其宝贵的财富。

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这本书的排版和图示，简直是一场视觉的盛宴，对于一个依赖图像理解复杂结构的读者来说，简直是救命稻草。我个人对**标准件与联接**那一章的评价会非常高，因为那是工程实践中最常遇到的“细节决定成败”的部分。作者对螺栓联接的预紧力计算、垫圈的选择、键和销的优化设计，都配上了极其精细的**工程制图规范**的示意图。这些图示不仅清晰地标注了尺寸标注的原则，还用不同的剖面线清晰地区分了不同的零件配合状态。我印象最深的是他对“可拆卸联接”的论述，他对比了螺纹联接、铆接和焊接在不同环境下的优缺点，并特意加入了**装配顺序的流程图**，这对我后面参与实际项目时，指导工人进行装配提供了极大的帮助。很多书上只是简单列出公式，但这本却让你知道，为什么要选择M10的螺纹而不是M8，以及在振动环境下，该如何加装防松垫圈的类型和力度。这种对“操作性”的关注，让这本书的实用价值直线飙升。

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