机械制图与计算机绘图习题集 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社

作者:王爱民

出品人:

页数:62

译者:

出版时间:2005-9

价格:19.80元

装帧:

isbn号码:9787508335476

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现代材料科学基础：从微观结构到宏观性能 第一章：引言与材料分类 本章旨在为读者构建一个对现代材料科学的整体认知框架。我们将深入探讨材料科学作为一门交叉学科的地位，它如何融合物理学、化学、工程学乃至生物学的原理，以理解和设计具有特定功能的物质。 首先，我们将详细阐述材料的分类体系。传统的分类（金属、陶瓷、高分子）虽然经典，但在现代背景下已显得不足。我们将引入更具功能导向的分类，如电子材料、生物医用材料、功能梯度材料以及纳米材料。每种分类都将伴随着对代表性材料的简要介绍，例如半导体的能带结构，超导体的临界温度特性，以及智能材料对外部刺激（光、热、电场）的响应机制。 材料的宏观性能与其微观结构是密不可分的。因此，本章的重点之一是建立这种联系。我们将介绍晶体结构的基本概念，包括晶格、晶胞、布拉维点阵以及密堆积结构。对于非晶态材料，如玻璃和一些聚合物，我们将讨论短程有序和长程无序的概念，以及粘度与松弛时间对性能的影响。 第二章：晶体缺陷与材料性能 所有实际材料都包含缺陷，正是这些“不完美”的结构特征，决定了材料的最终性能，尤其是在力学和电学方面。本章将集中探讨各种尺度的晶体缺陷。 点缺陷： 我们将详细分析空位、间隙原子、取代原子和Schottky/Frenkel缺陷。通过热力学平衡模型，计算缺陷的浓度，并讨论它们如何影响材料的扩散速率和电荷载流子浓度。扩散机制（如原子在晶格中的迁移）将通过Fick定律和阿伦尼乌斯方程进行深入解析。 线缺陷（位错）： 这是理解金属塑性的核心。我们将区分边缘位错和螺型位错，并引入混合位错的概念。重点在于位错的运动——滑移和攀移。位错密度、位错源（如Frank-Read源）以及位错间的相互作用（如钉扎效应）将是分析材料加工硬化和蠕变的基础。 面缺陷： 包括晶界、孪晶界和堆垛层错。晶界处的原子排列不规则性，是腐蚀、电化学反应和许多力学强化的起始点。我们将使用电子显微镜的图像特征来识别和分析这些界面。 体缺陷： 涉及第二相粒子、孔隙和夹杂物。这些缺陷通常作为应力集中点，对材料的断裂韧性有决定性影响。 第三章：热力学与相图 材料的稳定性和相变过程是材料设计和处理的基石。本章将从统计力学和吉布斯自由能的角度来阐述热力学原理在材料科学中的应用。 热力学基础回顾： 重点关注相变过程中的焓变、熵变和吉布斯自由能最小化原理。我们将讨论相图的构建，包括单组元体系（如水和纯金属）的克劳修斯-克拉佩龙方程的应用。 二元相图分析： 这是本章的核心。我们将系统分析亚稳态与稳定态相图，包括完全互溶、化合物形成、以及共晶、共熔和包析转变。对于具有固溶体的系统，我们将应用杠杆定律和系线法来确定任意温度和成分下的相含量和成分。对Fe-C体系的经典分析将作为案例深入展开。 热处理动力学： 相变发生需要时间。我们将引入转变动力学的概念，如成核理论（均匀与非均匀成核）和晶粒长大。使用Avrami方程来描述时间-温度-转变（TTT）图和连续冷却转变（CCT）图的绘制与解读，指导淬火、回火和退火等工艺的优化。 第四章：金属的力学性能与形变 本章专注于金属材料在各种载荷条件下的响应，这是结构工程应用的基础。 弹性与粘弹性： 介绍胡克定律、杨氏模量、剪切模量和泊松比。讨论各向异性材料（如单晶）的弹性行为。对于聚合物和生物材料，粘弹性理论将用于描述时间依赖性的应力松弛和蠕变现象。 塑性形变机制： 深入分析位错滑移如何导致宏观塑性流动。应力-应变曲线的特征，如屈服点、加工硬化（n值和K值）的分析。我们将探讨冷加工（如轧制、拉拔）对微观结构和性能的影响。 断裂力学基础： 从宏观到微观的过渡。介绍韧性断裂和脆性断裂的区别。格里菲斯裂纹理论用于解释材料中裂纹萌生的能量条件。脆性材料的线弹性断裂力学（LEFM）核心——应力强度因子（$K_I$）和断裂韧性（$K_{IC}$）的计算与测量方法。对疲劳（S-N曲线、Basquin关系）和蠕变（Creep速率与Zener-Holt模型）的详细讨论。 第五章：陶瓷、高分子与复合材料 本章拓宽材料的范围，探讨非金属材料的特性及其工程应用。 陶瓷材料： 强调其高硬度、高熔点和化学惰性，同时分析其低断裂韧性和导电性（绝缘体）。重点介绍陶瓷的离子键和共价键特性，以及晶体结构对电子结构的影响。陶瓷的烧结过程是其制备的关键，涉及烧结致密化动力学和晶界烧结。 高分子材料： 介绍单体的聚合反应，如加聚与缩聚。详细讨论聚合物的微观结构——链结构、拓扑结构（线型、支化、交联）如何决定其缠结行为。聚合物的粘弹性、玻璃化转变温度（$T_g$）和熔点（$T_m$）的测量及其对材料柔韧性的控制。 复合材料： 结构设计思想的体现。着重分析界面对性能的决定性作用。介绍颗粒增强、纤维增强（连续与不连续）复合材料的力学性能预测模型，如混合律和改进的混合律。重点分析各向异性复合材料（如碳纤维增强环氧树脂）的应力传递机制。 第六章：材料的导电、介电与磁学性质 理解材料如何与电磁场相互作用是设计电子和能源器件的前提。 电学性质： 深入金属的能带理论，区分导体、半导体和绝缘体。半导体的费米能级、本征载流子浓度和掺杂机制（n型和p型）。讨论霍尔效应在载流子类型和浓度的测量中的应用。 介电性质： 介绍电极化机制（电子、离子、取向极化）。介电常数、损耗因子和击穿强度。在电容器和绝缘体设计中的应用。 磁学性质： 讨论磁畴、磁化强度和磁滞回线。分类介绍抗磁性、顺磁性、铁磁性、亚铁磁性和反铁磁性材料。重点分析永磁材料（如钕铁硼）的磁化强度、矫顽力和最大磁能积，及其在传感器和电机中的应用。 第七章：材料的降解与寿命预测 任何工程材料都面临环境的挑战，本章关注材料的稳定性和可靠性。 腐蚀与氧化： 重点分析电化学腐蚀的机理，包括阳极和阴极反应。介绍局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀）的危险性。氧化过程的动力学描述（抛物线律、线性律）。防腐蚀技术，如阴极保护和合金化设计。 环境致裂纹： 氢脆、应力腐蚀开裂（SCC）和腐蚀疲劳的协同作用。讨论裂纹扩展的临界环境参数。 聚合物的老化： 讨论热氧化降解、光降解（光催化和自由基反应）和水解。通过分析分子链的断裂和交联来解释性能的劣化过程。 通过对这些核心主题的详尽阐述，本书旨在为读者提供一个坚实的、从原子尺度到工程应用层面的材料科学知识体系，使读者能够有效地选择、设计和处理用于现代工程挑战的各种材料。

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对于我这种自学性质的读者来说，这本书的价值体现得尤其明显。我购买它时，主要目的是想通过大量的练习来弥补课堂学习的不足，特别是那些在课堂上因为时间关系无法深入讲解的细微之处。这本书的排版布局非常清晰，每一道习题后面都有足够的空白区域供我们演算和草图绘制，这一点设计得非常人性化，避免了频繁翻页的烦恼。我特别喜欢它在某些关键概念解析上的处理方式，比如剖视图的画法规则，它不仅给出了正确示例，还列举了常见的错误画法，并解释了错误的原因，这种对比学习法极大地加深了我的理解。虽然有些题目需要查阅很多参考资料才能最终完成，但正是这种“被逼着去查找、去思考”的过程，才真正将知识内化了。如果说理论书是给我们指明方向的地图，那么这本习题集就是我们实地考察、丈量地形的工具，它的存在让学习过程变得更加立体和真实。

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这本《机械制图与计算机绘图习题集》的装帧设计简洁明快，拿到手上就能感受到一股严谨的学术气息。我本来对手绘部分就有些吃力，尤其是在理解空间想象和投影转换时，总感觉抓不住重点。这套习题集在基础的几何作图和标准件的绘制上，提供了非常详尽的步骤解析，即便是初次接触这门课程的学生，也能通过它提供的图例和文字说明，逐步建立起正确的制图思维。那些关于三视图的转换练习，我反复做了好几遍，每完成一章，都能清晰地感觉到自己的空间想象能力有了显著的提升，不再是死记硬背规则，而是真正开始理解了“看”图和“画”图的内在逻辑。而且，它的章节编排非常合理，从最基础的点、线、面过渡到复杂的零件图和装配图，难度层层递进，让人在不知不觉中就攻克了看似艰深的难关。对于我们这种需要大量练习来巩固理论知识的工科生来说，这本书无疑是课堂教学的有力补充，它提供的不仅仅是题目，更是一种循序渐进的技能培养路径。我尤其欣赏它在一些细节处理上的严谨性，比如对国家标准的引用和注释都非常准确，这对于培养规范的制图习惯至关重要。

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总体来看，这本书的难度设置是偏高的，对于基础薄弱的同学来说，可能需要花费更多的时间去适应，但这恰恰是它最吸引我的地方。它没有降低标准来迎合所有水平的学习者，而是坚持以工业界的标准来要求使用者。我尤其欣赏它在“计算机绘图”部分所体现出的与时俱进。它没有停留在对老版本软件的描述上，而是更注重于对现代CAD/CAE理念的渗透，比如参数化设计、特征建模的逻辑性思维训练。这使得我们即使在学习过程中软件界面有所更新，其背后的设计原理依然是通用的。通过这本书的大量练习，我发现自己对机械结构的理解更加深刻了，过去看一些复杂的装配图会感到头晕目眩，现在却能迅速拆解出各个部件之间的相对位置和功能关系。这是一本需要投入精力，但回报率极高的学习资料，它真正做到了将“制图语言”的掌握，转化为解决实际工程问题的能力。

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说实话，这本书给我的第一印象是“干货满满”，但同时也带着一丝挑战性。它的习题覆盖面极广，不仅仅停留在传统的二维视图绘制上，对于新兴的计算机辅助设计（CAD）模块的练习，设计得相当有深度。我原以为学习CAD无非就是照着图纸敲命令，但这里的习题设计，很多都需要你对设计意图有深刻的理解，才能高效地运用软件工具进行建模和出图。比如有些零件的曲面造型题，如果没有掌握好特征建模的技巧，光靠蛮力去尝试，效率极低。我花了不少时间去研究那些关于复杂曲面和钣金件的练习题，发现它实际上是在引导我们去思考如何用最“聪明”的方式来组织设计过程。书中的一些高级练习，比如装配体的干涉检查和工程图的自动生成，对于我们即将进入工业界的人来说，是极其宝贵的实战经验。它不像有些教材那样只给“标准答案”，而是更侧重于考察解决实际工程问题的能力，这让我觉得这本书的价值远超一般的习题手册，更像是一本“实战手册”。

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我一直认为，好的习题集不应该只是重复课本内容，而应该能激发学习者的创新思维。这本《机械制图与计算机绘图习题集》在这一点上做得相当出色。它的后期章节中，有一些开放性的设计小项目，要求我们不仅仅是完成一张标准的工程图，而是要考虑零件的加工可行性和装配精度。这迫使我必须跳出“制图员”的思维定式，去思考“工程师”的视角。例如，在进行轴承配合的习题时，书本提供的题目并不是直接给出公差带，而是要求我们根据工作条件来推荐合适的配合等级，这需要我们综合运用公差配合与测量基础的知识。这种设计，极大地提升了习题的综合性和应用性，让我感觉自己正在从一个单纯的绘图者，向一个具备初步设计能力的机械技术人员转变。每一次成功解决一个复杂的综合性习题，带来的成就感是巨大的，它远比简单地完成选择题要来得实在和有价值。

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