具体描述
《经典教材辅导用书·工程力学(动力学、静力学、运动学和材料力学)习题全解》对高等教育出版社出版、北京科技大学和东北大学合编的《工程力学（静力学、运动学和动力学、材料力学）》（1997年修订版）一书的全部习题，作了详细解答，并在各章习题解答之前，简要地梳理、总结出知识要点，以便读者自学或复习。全书分静力学、运动学和动力学、材料力学三篇。静力学部分有6章，包括静力学的基本概念及受力图、平面汇交力系、力矩及平面力偶系、平面一般力系、摩擦、空间力系和重心等内容。运动学和动力学部分有10章，包括点的运动、刚体的基本运动、点的合成运动、刚体的平面运动、质点的运动微分方程、刚体绕定轴的转动微分方程、达朗伯原理、动能定理、动量定理和动量矩定理、振动等内容。材料力学部分有9章，包括轴向拉伸和压缩、剪切、扭转、弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形和静不定梁、应力状态和强度理论、组合变形构件的强度、压杆稳定等内容。全书共379题。
好的，以下是一份针对一本假设名为《工程力学》的图书所撰写的，不包含该书内容的详细图书简介。 --- 书名：材料科学基础与前沿应用 作者：[此处可填入一个专业人士的虚构姓名，例如：李明远 教授] 出版社：[此处可填入一个专业出版社的名称，例如：科技创新出版社] ISBN：[此处可填入一个虚构的ISBN号，例如：978-7-89012-345-6] --- 导言：超越宏观的微观世界构建 在当代工程和技术领域，对物质特性的深刻理解是实现高性能结构、精密器件和尖端材料的基石。本书《材料科学基础与前沿应用》并非关注经典静力学、动力学或材料内部应力应变平衡的传统力学范畴，而是将读者的视野聚焦于材料的微观结构、原子排列、晶体学行为及其宏观物理和化学性能之间的内在联系。 我们生活在一个由材料定义的时代——从支撑摩天大楼的超高强度钢筋，到承载数字信息的高性能半导体，再到用于能源存储的先进电池电解质。要真正掌握这些系统的设计、优化与创新，必须深入探究材料从原子尺度到宏观尺度的多尺度演化规律。本书的撰写目的，正是为了系统性地梳理材料科学的核心原理，并展示它们如何在现代工程实践中催生出革命性的解决方案。 第一部分：晶体结构与缺陷的基石（深度剖析） 本书的起点，是对物质构成最本质层面的探讨。我们详尽地阐述了晶体学理论，这远超出了简单介绍晶格常数的范畴。 第一章：晶体结构与对称性 本章深入研究了晶体在三维空间中的周期性排列，详细介绍了布拉维点阵的概念，并系统分类了十四种布拉维晶格。重点讨论了密堆积结构（如面心立方FCC和六方最密堆积HCP）在金属材料中的普遍性及其对延展性的影响。此外，我们运用群论的观点，探讨了材料的宏观各向异性与微观对称性之间的数学联系，为后续的各向异性材料设计奠定理论基础。 第二章：晶体缺陷的统计热力学与动力学 材料的宏观性能往往由其微观缺陷所主导。本章的核心在于缺陷的形成能、迁移能和平衡浓度。我们详细分析了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）在热力学平衡下的分布规律，并利用阿累尼乌斯方程解释了扩散过程的温度依赖性。线性缺陷（位错）的理论被提升到新的高度，不仅讨论了刃型和螺型位错的应力场分布，更着重于位错的交互作用、攀移（Climb）和交滑移（Cross-slip）机制，这些是理解金属塑性变形的非线性关键。 第二部分：材料的相变、动力学与热力学（性能的驱动力） 材料的性能并非一成不变，它们在温度、压力和成分变化时会发生显著的结构转变。本部分聚焦于驱动这些转变的能量学原理。 第三章：相图的解析与应用 本章超越了教科书上对二元相图的简单描绘。我们深入探讨了吉布斯相律的严格推导及其在多组分系统中的推广。重点分析了共晶、共析和包析反应的动力学过程，特别是冷却速率对微观组织形成的影响。对于复杂合金，我们引入了热力学计算方法（如CALPHAD方法的基础概念），以预测多相平衡状态，这对开发新型高温合金和功能陶瓷至关重要。 第四章：固态扩散机制与原子迁移 扩散是材料性能演化的核心动力。本章详细对比了晶内扩散（沿晶界、空位机制、填隙机制）与晶界扩散的速率差异。通过对 Kirkendall 效应、逆 Kirkendall 效应的深入分析，解释了不同元素在固溶体中迁移的本质差异。内容延伸至薄膜技术中的界面反应与扩散控制过程，这些在微电子封装领域具有实际意义。 第三部分：结构-性能关系：从电子到宏观响应 本部分致力于建立材料的本质属性与其可观测性能之间的桥梁，内容集中于电子结构对电、磁、光学特性的控制。 第五章：电子结构与能带理论的工程化 本书对能带理论的阐述侧重于其工程应用。我们详细讨论了费米能级、电子有效质量在导体、半导体和绝缘体中的意义。特别是对于半导体，我们深入探讨了杂质能级（施主与受主）的构建，以及掺杂浓度如何精确调控载流子的浓度和迁移率。书中还包含对p-n结的形成过程及其在器件工作原理中的热力学基础分析。 第六章：介电、铁电与压电材料 本章专为研究功能材料的工程师而设。我们从电极化（Polarization）的角度出发，系统梳理了电介质材料的微观机制——包括电子极化、离子极化和空间电荷极化。着重介绍了铁电体的居里-外斯定律、电滞回线（Hysteresis Loop）的物理起源，以及如何通过结构工程设计优化其介电常数和非线性响应。压电效应的本构方程及其在传感器和驱动器中的应用模型被详细推导和讨论。 第四部分：先进材料设计与前沿制造技术（面向未来） 最后一部分聚焦于如何利用前述基础知识，设计和制造具有特定功能的下一代材料。 第七章：高熵合金与结构设计 高熵合金（HEA）是近年来材料科学的研究热点。本章从统计热力学角度阐述了HEA中“高熵稳定”的原理，并分析了其构效关系。重点讨论了晶体结构的不均匀性（如无序度对位错运动的影响）如何赋予材料优异的强度和韧性组合。书中还涉及HEA在极端环境（高温、高辐照）下的服役行为预测模型。 第八章：增材制造（AM）中的材料行为 增材制造，如选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM），正在改变传统制造范式。本章不侧重于设备操作，而是聚焦于材料在快速加热-冷却循环中的独特挑战。内容包括：液滴的快速凝固过程中的偏析（Segregation）问题、高冷却速率下形成的亚稳相结构、以及由此产生的残余应力和热裂纹的微观机制。我们提供了一种基于扩散和形核理论的组织控制策略，以优化3D打印部件的性能。 结语 《材料科学基础与前沿应用》旨在成为一本严谨的、以基础理论为驱动的参考书。它要求读者具备扎实的物理和化学基础，并期望读者能够利用这些多尺度、多物理场的知识体系，去解决现实世界中材料性能的优化与突破问题。本书的内容涵盖了从原子键合到复杂合金设计，从电子能带到先进制造过程中的性能调控，完全聚焦于材料的内在结构、热力学行为和功能响应，与描述宏观受力、形变、静力平衡的工程力学领域无直接交集。 --- 本书特色： 多尺度集成： 统一从原子尺度到宏观性能的分析框架。 理论深度： 严格的数学推导和热力学/动力学原理的深入讲解。 前沿聚焦： 详细阐述高熵合金、先进功能材料和增材制造的材料科学挑战。
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