机械制造技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华中科技大学出版社

作者:熊良山

出品人:

页数:355

译者:

出版时间:2006-1

价格:29.8

装帧:平装

isbn号码:9787560933696

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《材料力学：结构中的应力与变形》 本书是一部系统阐述材料力学基本原理和分析方法的权威著作。它深入浅出地介绍了物体在各种外力作用下所产生的应力、应变及其变形规律，是理解和设计各类工程结构的基础。内容涵盖了材料力学的核心概念，并辅以大量的工程实例，旨在帮助读者掌握分析结构强度、刚度和稳定性的关键工具。 第一章 绪论：力学与工程的桥梁 本章首先从宏观角度勾勒出材料力学在工程科学中的地位，强调其作为连接理论力学和工程实际的桥梁作用。它解释了为何需要研究材料在受力时的行为，并引入了“应力”和“应变”这两个核心概念的初步认识。材料力学研究的对象，即“材料”，其宏观力学性能的微观根源也得到简要探讨，为后续章节的深入分析奠定基础。本章还介绍了材料力学研究的主要内容和方法，包括理论推导、实验验证以及数值模拟等，并对学习材料力学应具备的数学和物理基础知识进行了回顾。最后，通过一系列典型的工程破坏案例，生动地展现了材料力学知识在实际工程中的重要性，以及缺乏这些知识可能带来的灾难性后果，激发读者对本门学科的重视。 第二章 轴向载荷作用下的杆件：基础的应力分析 本章是材料力学的起点，聚焦于最简单的受力情况——轴向载荷作用下的杆件。首先，系统地定义了轴向应力，并阐述了其计算方法。通过引入“正应力”和“剪应力”的概念，为理解更复杂的应力状态打下基础。接着，深入探讨了轴向载荷引起的变形，定义了轴向应变，并提出了胡克定律，揭示了应力与应变之间的线性关系，引入了材料的弹性模量。本章还详细讲解了静不定问题的求解方法，即在仅依靠平衡方程无法确定内力时，如何利用变形协调条件来补充方程组。此外，对于材料的强度和刚度问题，本章进行了初步的分析，提出了许用应力、安全系数等概念，以及如何根据材料性能和载荷要求进行设计。通过对梁、柱等简单构件的受力分析，读者将初步掌握如何运用材料力学知识解决工程中的基本强度和刚度问题。 第三章 扭转载荷作用下的杆件：圆管与轴的力学行为 本章转向了杆件在扭转载荷作用下的应力与变形分析。主要研究对象是具有圆形横截面或圆环形横截面的轴。本章首先定义了扭转剪应力，并推导了其在横截面上的分布规律，揭示了最大剪应力出现在外表面。通过引入极惯性矩的概念，将扭转变形与杆件的几何形状紧密联系起来。随后，详细阐述了扭转杆件的剪应变，并提出了扭转变形的胡克定律，引入了材料的剪切弹性模量。本章重点讲解了扭矩的传递，分析了实心轴和空心轴在扭转作用下的承载能力差异，并探讨了提高轴抗扭性能的方法。通过对传动轴、扭转弹簧等工程部件的分析，读者将理解扭转载荷对构件的影响，并学会如何进行抗扭设计。 第四章 弯曲载荷作用下的梁：应力与变形的核心 本章是材料力学中最重要、最广泛应用的章节之一，主要研究梁在弯曲载荷作用下的应力与变形。本章首先介绍了弯曲的概念，并定义了弯曲正应力，推导了其在横截面上的分布规律，即“弯曲正应力公式”，揭示了中性轴的存在以及最大正应力出现在最远离中性轴的纤维处。接着，深入分析了弯曲引起的变形，定义了梁的挠度，并引入了弯曲变形的基本微分方程，即“梁的弯曲微分方程”，并介绍了求解该方程的各种方法，包括积分法、叠加法等。本章还详细讨论了剪应力在梁横截面上的分布，并推导了剪应力公式。对于不同约束条件的梁，如简支梁、悬臂梁、固定梁等，本章分别进行了受力分析，并给出了相应的内力图（剪力图和弯矩图）和变形图。此外，本章还探讨了梁的强度条件和刚度条件，以及如何根据这些条件进行梁的设计。通过对桥梁、楼板、飞机机翼等工程结构的分析，读者将深刻理解弯曲在工程中的普遍性，并掌握梁的设计原则。 第五章 复合材料力学：结构性能的新维度 随着现代工程技术的飞速发展，复合材料的应用越来越广泛。本章聚焦于复合材料的力学行为，为理解和设计由这些先进材料制成的结构提供理论基础。本章首先介绍了复合材料的基本组成，包括基体和增强体，并分析了它们对材料整体力学性能的影响。随后，详细阐述了各向异性材料的力学特性，与各向同性材料的单一弹性模量不同，复合材料在不同方向上具有不同的力学性能，需要引入更多的弹性常数来描述。本章介绍了描述复合材料应力-应变关系的本构方程，并探讨了层合板的分析方法，包括单层分析和整体分析。此外，还涉及了复合材料的失效模式，如基体开裂、纤维断裂、界面脱粘等，并介绍了评估其强度的相关理论。通过对航空航天、汽车、体育器材等领域复合材料应用的实例分析，读者将了解其独特的优势和设计考量。 第六章 应力状态与应变状态：多维度的力学分析 本章将材料力学的分析提升到更抽象但更普遍的层面，探讨在三维空间中的应力状态和应变状态。首先，详细定义了应力张量，并解释了其各分量的物理意义，揭示了在任意一点，应力状态可以通过九个分量来描述。本章引入了主应力，即在特定平面上剪应力为零的应力分量，以及主应力面，并推导了计算主应力的方程。通过应力圆（莫尔圆）的概念，直观地展示了不同平面上的应力状态，并提供了求解主应力及其方向的简便方法。类似地，本章也定义了应变张量，并介绍了主应变及其计算方法。此外，本章还讨论了材料的强度理论，如最大拉应力理论、最大剪应力理论、形状改变率理论（Von Mises 准则）和体积改变率理论（Tresca 准则）等，这些理论可以用于判断材料在复杂应力状态下的失效。本章为理解材料在各种复杂载荷下的整体行为提供了坚实的理论框架。 第七章 屈曲：失稳的结构行为 本章专注于“屈曲”这一特殊的结构失稳现象，它与材料的强度或刚度失效不同，是由于结构在受压载荷下突然发生大幅度变形而导致的。本章主要研究细长受压杆件的屈曲问题，并引入了欧拉（Euler）屈曲理论，推导了临界屈曲载荷的计算公式，揭示了临界载荷与杆件长度、材料弹性模量以及截面几何性质（惯性矩）之间的关系。本章还讨论了不同边界条件（如两端铰支、一端固定一端自由等）对临界屈曲载荷的影响。此外，对于承受线性弹性范围内应力不足以引起屈曲的压杆，本章介绍了非弹性屈曲的概念，并讨论了相关理论和经验公式。通过对柱、板、壳体等在受压情况下可能发生的屈曲现象进行分析，读者将认识到结构失稳的危险性，并掌握进行抗屈曲设计的基本原则。 第八章 疲劳与断裂：材料在循环载荷下的寿命 本章探讨了材料在反复循环载荷作用下的性能退化，即“疲劳”，以及材料中裂纹扩展直至突然断裂的现象，即“断裂”。疲劳是工程结构中最常见的失效原因之一，本章介绍了疲劳失效的基本概念，包括应力循环、应力幅、平均应力等，并阐述了疲劳曲线（S-N 曲线）及其在预测材料疲劳寿命中的作用。本章还分析了导致疲劳裂纹萌生和扩展的微观机制，并介绍了影响疲劳寿命的因素，如表面状态、材料缺陷、应力集中等。接着，本章转向了断裂力学，引入了断裂韧性（KIC）等关键参数，解释了裂纹尖端应力场和裂纹扩展的条件。本章讨论了裂纹扩展的两种模式：脆性断裂和韧性断裂，并介绍了应力强度因子（SIF）的概念。通过对飞机结构、桥梁、机械零件等在长期使用中可能发生的疲劳和断裂问题的分析，读者将深刻理解材料在复杂服役环境下的寿命问题，并掌握相关的设计和评估方法。 第九章 有限元方法初步：数值分析的强大工具 随着计算能力的飞跃，有限元方法（FEM）已成为工程分析中不可或缺的强大工具。本章旨在为读者提供有限元方法的基本概念和应用入门。本章首先介绍了有限元法的基本思想，即将连续的复杂结构离散为许多小的、简单的单元，并通过连接这些单元来模拟整体结构。本章详细阐述了单元的建立过程，包括单元节点、形函数和单元刚度矩阵的推导。接着，介绍了如何将单元刚度矩阵组装成整体刚度矩阵，以及如何施加边界条件和载荷，最终形成一个大型的线性代数方程组。本章还讨论了如何求解该方程组以获得节点的位移，进而计算单元内的应力和应变。通过对简单二维或三维结构的有限元分析实例，读者将了解如何使用有限元软件来解决复杂的力学问题，并认识到有限元方法在优化设计、故障诊断和性能预测方面的巨大潜力。 通过对《材料力学：结构中的应力与变形》的学习，读者将不仅掌握分析和设计工程结构所需的关键知识和技能，更能培养严谨的科学思维和解决实际工程问题的能力，为未来在各个工程领域的发展奠定坚实的基础。

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说实话，我之前对机械制造的理解非常碎片化，总觉得这些工艺流程就像一个个独立的魔术，不明白背后的原理。然而，读完这本《机械制造技术基础》后，我的整个认知体系都被重塑了。这本书最让我赞叹的一点，是它强调了“系统性思维”。它不是简单地罗列各种设备的操作手册，而是将铸造、锻压、焊接、切削等所有主要制造方法置于一个完整的产业链条中进行考察。例如，书中对“工艺路线的选择”这一章节的论述，极其精妙。它引导读者思考，在确定产品功能和材料后，如何权衡经济性、精度要求和生产效率，来决定先铸造还是先锻造，或者直接采用增材制造。这种全局观在工业设计领域至关重要，因为它教会我们，制造不是孤立的环节，而是与设计、材料科学紧密耦合的整体。我尤其欣赏作者在讨论表面处理技术时，那种严谨又不失灵活的分析方法，它让我意识到，决定一个零件最终性能的，往往是那些在设计图纸上不易察觉的细节处理。这本书无疑是我目前职业发展中，最实用的工具书之一。

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我对这本《机械制造技术基础》的评价是：它在理论深度和工程应用之间找到了一个近乎完美的平衡点。很多同类书籍要么过于侧重数学推导，让一线工程师望而却步；要么过于偏重操作步骤，缺乏对背后机理的深入探讨。这本书却巧妙地避开了这些陷阱。书中对现代制造技术，特别是数控（NC）加工和自动化装配的介绍，展现了作者对行业前沿的敏锐洞察。它没有仅仅停留在传统的“三大切削要素”讨论上，而是开始探讨如何利用五轴联动和自适应控制来优化复杂曲面的加工。这种前瞻性让我感到非常振奋，因为它确保了书中的知识体系在未来几年内依然具有强大的生命力。此外，书中对于“经济性评估”的讨论，也让我受益匪浅。一个优秀的工程师不仅要能做出技术上可行的方案，更要做出经济上合理的方案，这本书对此的讲解，让我在思考技术路线时，多了一层商业和成本的考量维度。它教会我如何用更少的资源，实现更高的制造质量。

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这本书的阅读体验简直是一种享受，它完全颠覆了我对传统技术手册的刻板印象。它的文字风格非常接地气，仿佛一位经验丰富的老工程师在耳边耐心指导。我特别喜欢书中对一些“疑难杂症”的剖析，比如在机加工过程中经常遇到的刀具磨损、切屑控制等问题，作者都给出了非常详尽的物理模型解释，而不是简单地给出经验公式。比如在阐述刀具材料的选择时，书中不仅对比了高速钢和硬质合金的抗冲击性和耐磨性差异，还用图表清晰地展示了它们在不同切削温度下的寿命曲线，这种数据驱动的分析，比任何空泛的描述都来得有力。而且，这本书的版面设计也非常人性化，关键概念和公式都被用醒目的方式标注出来，方便快速回顾。对于需要进行实际操作的读者来说，这本书提供的安全操作规程和设备维护基础知识，也显得非常到位，体现了作者对工程实践安全性的高度重视。它不仅仅是一本知识的集合，更像是一本实战手册，随时可以翻阅并解决实际问题。

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如果用一个词来形容我的阅读感受，那一定是“严谨的启发性”。我是在为我的毕业设计准备相关背景知识时接触到这本书的，原以为只是需要了解一些基本概念，结果却被其内容的丰富性和条理性深深吸引。书中对于“误差的产生与控制”这一复杂主题的处理方式，堪称经典。作者清晰地梳理了从毛坯到成品，误差是如何在各个工序中累积、传递和补偿的。特别是对于测量和检验技术的介绍，它不仅仅是罗列了千分尺、卡尺等常用工具，而是深入探讨了激光跟踪仪等精密测量设备的工作原理和误差源，这对于我理解现代精密加工的精度极限非常有帮助。更重要的是，书中对各种制造方法的优缺点进行了客观且多维度的对比分析，没有盲目推崇某种“先进”技术，而是坚持以实际需求为导向。这种客观、中立的学术态度，让我对所学知识的信任度极高。读完后，我对“制造”这个概念的理解，从简单的“把东西做出来”，升华到了“在可接受的成本和约束下，稳定、可重复地实现设计意图”的更高层面。

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这本《机械制造技术基础》真是让我爱不释手！我原本以为这会是一本枯燥乏味的教科书，充斥着各种晦涩难懂的公式和理论，但事实完全出乎我的意料。作者在讲解每一个制造工艺时，都配有大量生动形象的插图和实际案例，让我这个初学者也能迅速抓住重点。比如，在讲述切削加工的原理时，书中不仅详细分析了几何角度对切削力的影响，还结合了车削、铣削等具体操作，让我仿佛身临其境，对手中的刀具和工件有了更直观的认识。特别是关于材料选择和热处理的部分，简直是工程实践的宝典，它没有停留在理论层面，而是深入探讨了不同材料在特定工艺下的性能变化，这对于我们未来设计和制造零部件至关重要。我记得有一次，我在尝试优化一个零件的加工路线时，书中关于公差配合和形位公差的讲解，一下子点亮了我的思路，让我明白了为什么有些看似简单的加工，却需要如此精密的控制。这本书的编排逻辑非常清晰，从基础的金属切削到先进的特种加工，层层递进，既有深度又有广度，真正做到了“基础”二字的要求，为我后续学习更高级的制造技术打下了极其坚实的地基。

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