金属材料成型原理

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出版者:化学工业
作者:雷玉成
出品人:
页数:332
译者:
出版时间:2006-8
价格:36.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787502587697
丛书系列:
图书标签:
  • 金属材料
  • 成型原理
  • 金属加工
  • 塑性变形
  • 材料科学
  • 机械工程
  • 制造工程
  • 金属成型
  • 工艺技术
  • 金属材料力学
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具体描述

这是高等学校“材料成型与控制工程”专业的技术基础课教材之一。本书系统阐述金属材料加工中液态成型、塑性成型、焊接成型三大成型过程的基本原理。涉及液态成型基础、液态金属的结晶、结晶组织的形成与控制、凝固缺陷的产生及其控制,金属的塑性及变形抗力、金属塑性成型中的基本定律以及塑性变形特点、金属塑性变形的力学基础、塑性成型过程的力学分析方法,熔化焊的热过程、熔化焊的冶金过程、熔化焊接头的组织与性能、焊接冶金缺陷等内容。本书以金属材料的铸造、锻压、焊接等成型方法为主线,力求在阐述其基本原理的同时做到理论联系实际。全书重点突出,具有很强的科学性、新颖性和实用性。本书是高等学校“材料成型与控制工程”专业和机械类本科生的通用教材,也是相关专业研究生及工程技术人员开卷有益的学习参考用书。

  本书系统阐述金属材料加工中液态成型、塑性成型、焊接成型三大成型过程的基本原理。涉及液态成型基础、液态金属的结晶、结晶组织的形成与控制、凝固缺陷的产生及其控制,金属的塑性及变形抗力、金属塑性成型中的基本定律以及塑性变形特点、金属塑性变形的力学基础、塑性成型过程的力学分析方法,熔化焊的热过程、熔化焊的冶金过程、熔化焊接头的组织与性能、焊接冶金缺陷等内容。本书以金属材料的铸造、锻压、焊接等成型方法为主线,力求在阐述其基本原理的同时做到理论联系实际。全书重点突出,具有很强的科学性、新颖性和实用性。

《材料力学:形变与断裂的探秘》 简介 《材料力学:形变与断裂的探秘》并非一本关于金属材料特定成型方法的著作,而是深入探究材料在各种外力作用下所表现出的形变特性与最终断裂机理的学科。本书旨在为读者构建一个关于材料宏观力学行为的全面认知框架,无论材料的种类是金属、高分子、陶瓷抑或是复合材料,其内在的形变与断裂规律都遵循着一些基本原理。 本书的章节设计循序渐进,从最基础的应力与应变概念入手,逐步引导读者理解材料内部的力学状态。我们将从宏观尺度出发,定义应力张量和应变张量,阐述它们与外加载荷以及几何形变的内在联系。读者将学习如何量化材料内部的受力情况,例如正应力和剪应力,以及材料在这些应力作用下发生的变形,如伸长、缩短、剪切和扭转。 在深入探讨形变之前,本书将详细介绍几种经典的本构关系模型。我们将重点分析线弹性模型,阐明胡克定律在弹性阶段的普适性,并通过杨氏模量、泊松比等关键材料常数,揭示材料在弹性变形过程中的响应特性。随后,我们将引入塑性变形的概念,解释屈服准则(如冯·米塞斯准则和崔斯卡准则)的意义,以及应变硬化等现象,使读者理解材料在超过弹性极限后发生的不可恢复形变。对于高分子材料等表现出粘弹性行为的材料,本书也将介绍相应的模型,如Kelvin-Voigt模型和Maxwell模型,以及它们所描述的应力松弛和蠕变现象。 形变的研究不仅限于静态载荷,本书还将深入探讨动态载荷下的材料响应。我们将分析冲击载荷、疲劳载荷以及应力波传播等问题。读者将学习如何运用动力学原理和材料的动态力学参数来预测材料在快速加载或重复加载下的行为。尤其是在疲劳领域,我们将详细介绍疲劳裂纹的萌生、扩展机理,以及影响疲劳寿命的关键因素,如应力集中、表面状态和环境因素。 本书的另一核心内容是对材料断裂过程的剖析。我们将区分韧性断裂和脆性断裂两种基本模式,并深入探讨各自的微观机制。在韧性断裂方面,我们将阐述空洞形核、空洞生长和颈缩等过程,以及它们与材料微观结构的关联。对于脆性断裂,我们将重点关注裂纹的萌生和快速传播,并引入断裂韧性的概念。 断裂力学的引入将是本书的一大亮点。我们将详细讲解线弹性断裂力学(LEFM)的基本原理,包括应力强度因子、断裂韧度(KIC)等关键参数,以及它们如何用来评估材料抵抗裂纹扩展的能力。读者将学习如何通过裂纹尖端的应力场分析来预测材料在存在初始裂纹时的失效行为。对于更复杂的塑性区域较大的情况,本书还将介绍弹塑性断裂力学(EPFM)的概念,如J积分和CTOD,以提供更全面的断裂分析工具。 除了理论分析,本书还将结合工程实践,介绍多种断裂评估和预测方法。我们将探讨断裂韧性试验(如三点弯曲试验、紧凑拉伸试样试验)的标准和数据分析方法,以及如何将这些实验数据应用于实际结构的可靠性评估。同时,本书还将介绍断裂控制的设计原则,例如通过几何形状设计、材料选择和表面处理来提高构件的抗断裂性能。 为了使读者更好地理解抽象的力学概念,本书将在各章节穿插丰富的案例分析和实例讲解。这些案例将涵盖桥梁、飞机、汽车、压力容器等不同工程领域的材料失效问题,通过分析这些实际工程中的断裂事故,来印证书中所阐述的理论知识,并启发读者将所学应用于实际工程设计与安全评估中。 本书的技术性语言力求严谨而清晰,并辅以大量的图表和示意图,以帮助读者直观地理解复杂的力学概念。虽然本书主要基于经典力学理论,但也会适当提及一些现代的研究进展,如数值模拟方法(有限元分析)在材料形变与断裂分析中的应用,以及断裂过程中微观机制的先进表征技术。 《材料力学:形变与断裂的探秘》旨在培养读者运用力学原理分析和解决材料宏观行为问题的能力。本书的目标读者包括但不限于机械工程、航空航天工程、土木工程、材料科学等相关专业的学生、研究人员以及工程师。通过学习本书,读者将能够深入理解材料在受力下的内在响应,掌握预测材料形变与断裂风险的方法,从而在工程设计和材料选择中做出更科学、更安全、更经济的决策,确保工程结构的长期可靠性与安全性。本书不涉及具体的金属材料加工工艺,如铸造、锻造、焊接、轧制等,而是聚焦于材料在受力状态下的普遍力学行为。

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读后感

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用户评价

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我不得不承认,我初次接触这本书时,是带着一种功利性的目的:我急需理解塑性变形的内在机制,好应对手头的项目难题。然而,这本书带给我的远不止是即时的技术解答。作者在阐述理论深度时,那种层层递进的逻辑推演,简直像是一场精彩的辩论赛。他不仅告诉你“是什么”,更花费大量的篇幅去论证“为什么会是这样”,以及“在何种条件下会发生变化”。特别是关于动态再结晶和加工硬化模型的建立过程,作者的处理方式极其严谨,引用了大量经典文献的观点,但又巧妙地穿插了自己的独到见解,使之形成一个自洽且富有生命力的理论体系。这种深入骨髓的求真精神,让我对材料科学的敬畏感油然而生。读完相关章节后,我感觉自己不再是被动地接受知识,而是主动地参与到了科学的构建过程中,那种智力上的愉悦感是难以言喻的。

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这本书最让我感到震撼的地方,在于它对未来技术趋势的敏锐洞察力。它没有止步于对现有成熟工艺的总结,而是用相当篇幅探讨了诸如增材制造(3D打印)过程中金属粉末的流动与烧结动力学,以及极端高熵合金的塑性行为等前沿课题。作者似乎拥有时间旅行的能力,总能把我们带到科研战场的最前沿,介绍那些尚未完全定型,但潜力无限的新兴领域。他讨论新材料的成型挑战时,那种充满憧憬又保持清醒的笔调,极大地激发了我继续深造和探索的欲望。读完这本书,我不再觉得金属成型是一个已经“解决”的问题,反而意识到这是一个充满无限可能性的动态领域。它让我明白,每一个旧的工艺背后,都潜藏着新的科学发现,也为我的职业生涯指明了持续学习的方向。

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这本书的阅读体验,就像是参加了一场跨越时空的学术研讨会。作者的写作风格非常注重叙事感和历史背景的铺陈。比如,在讲解早期金属加工技术如何启发现代连续轧制理论时,他描绘的画面感极强,仿佛能听到古代铁匠铺里炉火的轰鸣和锤击声。这种对历史脉络的梳理,使得技术的发展不再是孤立的公式堆砌,而是人类智慧演进的生动体现。更令人称道的是,书中对不同流派观点的平衡处理。对于存在争议的技术路线,作者不会偏袒任何一方,而是客观地列举各自的优势和局限性,鼓励读者进行批判性思考。这种尊重多元视角的态度,让我对书中的每一条结论都抱有一种审慎的信任,而不是盲目崇拜。它教会我,真正的专业素养,在于理解复杂性,而非追求表面上的统一。

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我特别想强调这本书在面向工程实践方面的实用价值。虽然理论扎实,但它绝非一本“象牙塔”里的书。书中穿插了大量贴近实际生产场景的案例分析,从航空航天部件的精密锻造,到汽车车身结构的冲压成形,无不涵盖。这些案例的选取非常巧妙,它们不仅验证了前述理论的正确性,更重要的是,揭示了工艺参数微小波动对最终产品性能产生的巨大影响。比如,书中对模具设计中应力集中点的分析,直接指导我优化了上一个项目的缺陷件处理方案,效果立竿见影。这种“理论指导实践,实践反哺理论”的良性循环,让这本书成为了我工作台边不可或缺的工具书。它不会直接给你现成的答案,但它提供的分析框架,足以让你自己找到解决问题的钥匙。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴,从封面到内页的排版,都透露出一种沉稳而专业的匠心。我尤其欣赏作者在图文并茂处理上的高超技巧。那些复杂的晶体结构图、热处理曲线图,原本在教科书中常常让人望而却步,但在这里,它们被巧妙地融入到文字叙述的脉络中,仿佛作者是一位技艺精湛的向导,一步步引领我们穿越材料科学的迷宫。光影的运用恰到好处,使得那些原本抽象的概念,如位错运动、相变过程,都变得触手可及。我翻阅时,甚至能感受到书中传递出的那种对材料本质的深刻洞察力,这不仅仅是一本技术手册,更像是一部关于“形变之美”的艺术品鉴赏指南。色彩的搭配也十分考究,蓝色和灰色的基调,沉静中蕴含着力量感,完美契合了“金属材料”这一主题的厚重与精密。拿在手里,厚实的纸张和清晰的印刷质量,都给人一种物有所值的满足感,让人愿意花时间去细细品味每一个细节。

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