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出版者:中国电力

作者:安静波 编

出品人:

页数:235

译者:

出版时间:2010-7

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787512304802

丛书系列:

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• 混凝土结构
• 结构设计
• 土木工程
• 建筑工程
• 建筑结构
• 钢筋混凝土
• 结构力学
• 工程设计
• 高等教育
• 教材

《工程材料学基础与应用》 图书简介 本书旨在为土木工程、材料科学、机械工程及相关领域的学生、工程师和研究人员提供一个全面、深入且兼具实践指导意义的工程材料学导论。我们深刻理解，现代工程实践的基石在于对材料性能的精确掌握与合理应用。因此，本书的编写严格遵循从微观结构到宏观性能的逻辑递进，并紧密结合当前工程领域对可持续性、高性能化和智能化材料的需求。 第一部分：材料科学的基石 本部分聚焦于工程材料学的理论基础，为读者构建起理解材料行为的知识框架。 第一章：工程材料概述与分类 本章首先界定了工程材料的范畴及其在现代社会中的战略地位。详细阐述了五大类核心工程材料——金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料及智能材料——的物质组成、基本结构特征及其在工程中的主要应用领域。特别强调了材料选择的经济性、环境适应性与可靠性原则。 第二章：材料的微观结构与性能 这是理解材料本质的关键章节。内容涵盖了晶体结构、晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）对材料力学性能的影响。深入讨论了材料的化学键合、原子排列对弹性、塑性、蠕变和断裂行为的决定性作用。我们利用清晰的图示和晶体学工具，阐释了取向、晶粒度如何调控材料的宏观响应。 第三章：材料的热力学与动力学 本章探讨材料在能量输入下的稳定性和相变行为。详细介绍了相图的解读与应用，特别是二元合金相图在材料设计中的指导意义。深入分析了扩散过程的机理，包括固态扩散路径和速率控制因素，这对于理解热处理过程至关重要。热力学分析工具，如吉布斯自由能，被用于预测和解释材料的自发变化。 第二部分：核心工程材料的深入剖析 本部分将工程应用最广泛的几类材料进行系统性的分述，侧重于其加工工艺、性能控制与典型失效模式。 第四章：金属材料的结构、性能与热处理 金属材料占据工程应用的主导地位，本章对此进行详尽阐述。首先剖析了纯金属和合金（特别是铁碳合金体系）的微观结构演化。重点讲解了退火、正火、淬火和回火等经典热处理工艺的原理，以及如何通过控制冷却速率和温度梯度来精确调控组织，从而实现所需硬度、强度和韧性的平衡。对非晶态金属和高熵合金等新型金属材料的潜力进行了前瞻性介绍。 第五章：陶瓷材料的特性与制造 陶瓷因其耐高温、高硬度和优异的耐腐蚀性而在极端环境下表现突出。本章系统梳理了氧化物、非氧化物和复合陶瓷的晶体结构特点。讨论了粉末冶金、烧结（液相烧结与固相烧结）等关键制备技术，并着重分析了陶瓷材料的固有脆性、断裂韧性（如增韧机制）以及如何通过引入微观结构控制来提高其可靠性。 第六章：高分子材料的构象与加工 高分子材料以其轻质、易加工和可设计性强而受到青睐。本章深入探讨了聚合物的链结构、构象和分子间作用力。详细区分了热塑性塑料、热固性塑料、弹性体和纤维的特性差异。重点讲解了聚合反应动力学、分子量对性能的影响，以及注塑、挤出和模压等成型工艺如何固化其宏观形态。 第七章：先进复合材料的界面与性能 复合材料是实现材料性能“定制化”的关键技术。本章专注于纤维增强和颗粒增强复合材料的力学行为。核心内容包括增强相（如碳纤维、玻璃纤维）与基体（如金属、聚合物、陶瓷）之间的界面粘结对整体性能的决定性影响。讲解了层合板的铺层设计理论和抗层间剪切性能的分析方法。 第三部分：材料性能测试与工程应用 本部分将理论知识转化为实际可操作的工程技能，关注材料的服役性能评价和失效分析。 第八章：力学性能的测试与评价 本章详细介绍常用的力学性能测试方法，包括拉伸、压缩、弯曲、硬度测试（洛氏、维氏、布氏）的标准规程与数据解读。尤其侧重于对疲劳（S-N曲线、疲劳裂纹扩展）、蠕变和冲击韧性（如夏比冲击试验）的深入分析，为结构设计提供可靠的许用值依据。 第九章：材料的环境作用与防护 材料在实际服役环境中会遭受腐蚀、老化和辐射等作用。本章系统阐述了金属的电化学腐蚀机理（析氢、吸氧过程），并详细介绍了各种腐蚀防护技术，如牺牲阳极保护、外加电流保护、涂层技术。针对高分子材料，探讨了光氧化、热老化和溶胀现象的机理及其寿命预测模型。 第十章：材料的无损检测与失效分析 为了确保工程结构的长期安全，无损检测（NDT）至关重要。本章介绍了超声波检测、射线检测、渗透探伤和磁粉检测等主要方法的原理、适用范围和局限性。最后，通过多个经典案例，演示如何运用组织观察、断口分析和化学分析等手段，系统地进行结构件的失效溯源与预防。 结语：面向未来的材料挑战 本书最后展望了在能源、交通和信息技术领域对新材料的迫切需求，包括增材制造（3D打印）材料的特殊性能、自修复材料的研发方向，以及生物相容性材料在工程领域的拓展，鼓励读者将所学知识应用于解决未来的复杂工程问题。 本书内容组织严谨，图表丰富，专业术语解释清晰，兼顾了理论的深度和工程实践的需求，是工程材料学领域不可或缺的参考著作。

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这本书简直是为我这种初入土木设计领域的新手量身定制的！我记得我刚开始接触结构设计的时候，面对那些密密麻麻的公式和规范，简直是丈二和尚摸不着头脑。这本书最让我感到惊喜的是它对基本概念的阐述，简直是抽丝剥茧，深入浅出。它没有上来就堆砌复杂的数学模型，而是先用非常直观的例子来解释为什么需要配筋、受弯构件的应力分布是怎么回事。比如，它讲到钢筋和混凝土的“协同工作”机制时，那形象的比喻，让我一下子就抓住了核心思想，感觉那些原本高高在上的理论瞬间变得亲切起来。而且，书中的插图绘制得非常精美和清晰，每一个受力示意图都标注得一丝不苟，不像有些教材，图画得跟火柴人似的，让人看了更糊涂。我特别欣赏它在介绍设计步骤时那种严谨的逻辑性，从荷载的确定到最终的配筋计算，每一步都衔接得天衣无缝，读完一个章节，我就能清晰地在脑海里勾勒出一个完整的结构设计流程。对于那些希望打下坚实基础、不满足于只知道套用公式的工程师来说，这本书绝对是不可多得的良师益友。它不仅仅是教你“怎么做”，更重要的是让你明白“为什么这么做”。

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这本书的阅读体验非常流畅且具有很强的系统性，它不是一本零散的知识点汇编，而是一套完整、逻辑自洽的设计知识体系。我尤其欣赏它在章节之间的过渡设计，这种平滑的衔接使得学习者可以循序渐进地构建起对复杂结构体系的认知。例如，在完成了对单构件（梁、柱）的独立分析后，作者紧接着就引入了关于“结构整体稳定性”和“二阶效应”的讨论，这种从局部到整体的推进方式，完美契合了结构工程的思维路径。此外，书中对材料性能的讨论也极为到位，它没有将钢筋和混凝土视为理想化的材料，而是详细阐述了其在不同温度、不同荷载作用下的非线性行为，这对于需要处理特殊工程问题的工程师来说，价值巨大。总的来说，这本书的结构安排、内容深度和知识的覆盖面都达到了极高的水准。它像一位耐心且知识渊博的导师，引领着学习者一步步揭开混凝土结构设计的神秘面纱，确保你在掌握基础技能的同时，也能对学科的前沿和深层原理有所涉猎。

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我是一个偏爱使用计算机辅助设计软件的年轻设计师，坦白说，在接触这本书之前，我对“手工验算”这件事总抱有一种抵触情绪，觉得那是落伍的象征。这本书彻底改变了我的看法。它并没有贬低软件的作用，而是用一种极其有说服力的方式，展示了理解手工计算的必要性。作者在讲解配筋计算时，那种对每一个力臂、每一个弯矩系数的推导过程的细致描摹，简直像是在进行一场优雅的数学舞蹈。通过跟随书中的步骤一步步推导，我清晰地看到了软件是如何将这些复杂过程自动化的，从而让我明白了软件输出结果背后的力学逻辑，而不是盲目相信屏幕上的数字。更重要的是，当软件跑出一些反常的结果或者遇到模型无法收敛的极端情况时，这本书提供的基础知识储备，成为了我快速诊断问题、提出修正方案的坚实后盾。它让我意识到，软件是工具，而对结构本质的深刻理解才是设计师真正的“内核”。这本书教会我的，是在数字化时代保持独立思考和批判性评估能力的本事。

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作为一名在行业内摸爬滚打了十多年的老工程师，我通常对市面上那些“速成”型的设计手册持保留态度。然而，这本书却以其罕见的深度和广度，重新刷新了我对混凝土结构设计这门学科的认知。它的厉害之处在于，它没有仅仅停留在现行规范的字面要求上，而是深入挖掘了背后的力学原理和材料科学基础。比如，在讨论裂缝控制和耐久性设计时，作者引用了大量的实验数据和长期服役案例来佐证其观点，这使得书中的结论不再是空洞的条文，而是基于工程实践的智慧结晶。特别是关于后浇带、伸缩缝的设置原则那一章，作者没有采用那种教科书式的“一刀切”描述，而是根据不同结构类型（如高层建筑、大跨度结构）的具体受力特点，给出了非常细致的差异化处理方案，这对于处理复杂工程问题时简直是醍醐灌顶。我甚至发现书中有一些关于新型高性能混凝土应用的设计考量，这些内容即便是我们内部培训资料中也很少提及，显示出作者紧跟技术前沿的视野。这本书，更像是一部结构设计哲学的探讨，它教会你如何像一个真正的结构大师那样去思考和决策，而非仅仅扮演一个规范的复述者。

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说实话，我买过好几本结构设计的参考书，但真正能让我一口气读完并感觉受益匪浅的，这本书是第一个。它在结构抗震设计部分的处理方式，尤其让我印象深刻。与许多只关注于“如何套用抗震规范的简化模型”的书籍不同，这本书花了大量的篇幅去解释地震作用的本质，比如场地效应、结构动力响应的基本概念，以及不同抗震等级背后的性能目标差异。作者在讲解“延性设计”思想时，那种对结构“韧性”价值的强调，不仅仅停留在工程计算层面，更上升到了保障生命安全的哲学高度。阅读过程中，我仿佛能感受到作者在强调，设计一个安全的结构，需要的不仅是精确的数值，更是一种对不确定性的敬畏和对生命负责的态度。书中对“强柱弱梁”等基本抗震原则的阐述，结合了历史地震案例进行剖析，使得这些原则不再是枯燥的规定，而是用血的教训凝练出的真理。读完这部分，我对如何设计一个能够真正抵御强震的结构，有了更深刻、更全面的认识，远超出了单纯通过规范校核的范畴。

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