工程热力学

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出版者:重庆大学
作者:武淑萍
出品人:
页数:257
译者:
出版时间:2006-8
价格:28.00元
装帧:
isbn号码:9787562437109
丛书系列:
图书标签:
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  • 热力学
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具体描述

机械设计基础 本书旨在为工程技术领域初学者提供坚实的机械设计理论基础与实践能力。 第一部分 基础理论 第一章 机械设计概述 本章首先阐述机械设计在现代工程中的核心地位与作用,区分其与一般工程设计的基本差异。探讨机械设计的基本原则,包括可靠性、经济性、安全性、以及可制造性与装配性设计(DFM/DFA)的初步概念。介绍机械设计的一般流程,从需求分析、方案设计、详细设计到工程实现的完整周期。重点讨论机械系统在工作过程中所受的载荷类型,包括静载荷、变载荷(交变应力)的识别与分类。 第二章 材料力学基础 材料力学是机械设计不可或缺的先决知识。本章系统回顾和深化材料的力学性能,包括弹性、塑性、韧性、疲劳极限等关键参数的物理意义及其测试方法。深入解析构件在不同载荷下的应力与应变分析。详细讲解: 1. 简单强度校核: 针对拉伸、压缩、剪切和扭转的直观应用与公式推导。 2. 组合变形分析: 重点阐述组合应力下的莫尔圆的应用,理解主应力、最大剪应力的计算及其在失效分析中的指导作用。 3. 变形与刚度要求: 介绍位移和转角计算的基本方法,强调在实际设计中,刚度要求往往比强度要求更为关键。 4. 疲劳强度设计: 疲劳失效是机械零件最常见的失效形式。本章详述S-N曲线(Wöhler曲线)的构建与应用,引入疲劳极限、许用应力、以及安全系数的确定方法,特别是考虑表面状态、尺寸效应和应力集中对疲劳寿命的影响。 第三章 机械零件的失效分析与安全设计 本章将理论知识与实际工程问题紧密结合。系统分析机械零件的主要失效形式,包括强度失效(屈服、断裂)、疲劳失效、蠕变失效、以及腐蚀破坏。 1. 断裂力学基础: 引入脆性断裂的裂纹扩展理论,介绍断裂韧度($K_{IC}$)的概念,以及如何利用裂纹尺寸评估结构的剩余寿命。 2. 许用应力与安全系数的确定: 探讨不同设计规范对安全系数的取值要求,从经验法到基于可靠性理论的概率分析方法,实现更科学的风险评估。 第二部分 常用机械零件设计 第四章 联接设计(一):静联接 静联接是保证机械系统整体性的基础。本章聚焦于不可拆卸联接和可拆卸静联接的设计与计算。 1. 螺纹联接: 详细介绍标准螺纹、非标准螺纹的几何参数、螺纹的强度计算(包括螺纹的牙根强度和剪切强度)、以及螺栓预紧力的确定及其对工作性能的影响。重点讨论螺纹联接的防松技术,如机械锁紧、结构锁紧和自锁原理。 2. 键和花键联接: 分析键在承受扭矩时的应力分布,重点设计键的抗剪切和抗挤压强度,并介绍花键的承载能力计算及其在重载和高精度场合的应用。 第五章 联接设计(二):可拆卸与可动联接 1. 铆接与焊接: 介绍不同类型的焊缝(对接、角焊缝)的强度计算,以及焊接变形的控制方法。分析铆接在承受静载和动载时的受力特性。 2. 滚动轴承设计: 滚动轴承是现代机械中最普遍的运动元件。本章详细讲解轴承的基本结构、代号体系和工况分类。深入探讨轴承的寿命计算,包括基本额定动载荷(C)与额定寿命($L_{10}$)的换算关系,以及如何根据实际工作条件(载荷性质、转速、润滑)选择和校核轴承。 第六章 轴的设计 轴是传递运动和扭矩的关键回转零件。本章涵盖轴的设计全过程: 1. 轴的材料选择与初步尺寸拟定: 根据载荷性质选择合适的钢材,并利用刚度要求初步估算轴的直径。 2. 强度校核: 详细分析轴在弯扭组合载荷下的等效应力计算(采用最大剪应力或第三强度理论),并进行疲劳强度校核。 3. 刚度校核: 根据许用偏转角或挠度限制,精确计算轴的挠度,确保在工作过程中满足几何精度要求。 4. 轴的结构设计: 讨论轴的键槽、油孔、轴肩等结构的应力集中对疲劳寿命的影响,并提出优化设计措施。 第七章 齿轮传动设计 齿轮传动是实现不同轴间运动和动力传递的核心机构。本章侧重于标准直齿圆柱齿轮的设计与强度校核。 1. 齿轮几何尺寸计算: 讲解齿轮的基本参数(模数、齿数、分度圆、齿顶高等)之间的关系,并确定齿轮的加工精度要求。 2. 齿面接触强度(Pitting): 基于赫兹接触应力理论,校核齿面的抗点蚀能力,确定齿轮的许用接触应力。 3. 齿根弯曲强度(Bending): 分析齿根在弯矩作用下的应力集中,应用Lewis公式的现代修正版进行齿根抗弯曲疲劳设计。 4. 齿轮强度与寿命的综合优化: 讨论齿宽系数、载荷分布不均系数等影响因素,实现传动比、尺寸和可靠性的平衡。 第三部分 机构设计与应用 第八章 机械机构的运动与动力学分析 本章将机构设计从静态分析扩展到动态分析。 1. 平面连杆机构的运动分析: 运用瞬心法和速度投影法精确确定机构各点的速度和加速度,并引入机构速度放大系数的概念。 2. 机械的平稳性分析: 针对往复机构(如曲柄滑块机构),计算速度脉动系数和冲击系数,介绍飞轮的设计原理及其在均化输出功、提高机械平稳性方面的作用。 3. 机构的效率与摩擦: 分析各运动副(尤其是摩擦副)的摩擦损失,计算机构的总效率,并引入润滑在减少摩擦和磨损中的关键作用。 第九章 摩擦、润滑与磨损 摩擦和润滑是决定机械使用寿命的关键因素。 1. 摩擦理论回顾: 区分干摩擦、边界润滑和流体润滑的不同状态,理解库仑摩擦定律及其局限性。 2. 润滑理论基础: 重点介绍雷诺方程在流体润滑分析中的基本概念,讲解润滑剂的选择标准(粘度、极性等)及其对摩擦系数的影响。 3. 磨损机制与控制: 分析磨粒磨损、粘着磨损和腐蚀磨损的机理,介绍表面工程技术(如表面强化、涂层技术)在提高耐磨性方面的应用。 第十章 机构的动态特性与可靠性设计 本章将前述知识整合,进行面向可靠性的系统设计。 1. 机构的振动与噪声控制: 分析机构在高速运转时产生的受迫振动,介绍隔振设计的基本方法,如选择合适的阻尼材料和基础设计。 2. 可靠性导向的设计: 引入系统的故障率函数、平均寿命(MTBF)等概念,指导设计人员在选材和结构优化时,将系统的预期工作寿命纳入设计目标。 附录 常用材料力学性能表 标准滚动轴承系列参数表 常用标准齿轮几何参数表

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读后感

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用户评价

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这本书让我对“能量”这个概念有了全新的认知。在此之前,我总是将能量简单地理解为一种可以被消耗的东西,但《工程热力学》这本书,通过对能量转换和守恒的深刻阐述,让我明白能量是多么的宝贵,并且其“品质”也是有高低之分的。我尤其喜欢书中关于“不可逆性”的讨论,它不仅仅是一个抽象的概念,而是通过能量损失、效率下降等实际表现,让我理解了为什么我们总是在追求更高效的能量利用方式。书中的图示也非常吸引我,比如那些展示能量流动的示意图,能够直观地帮助我理解复杂的能量转化过程。我甚至会尝试在生活中观察和思考,例如一杯热水为什么会逐渐冷却,这就是熵增原理在起作用。这本书让我不仅仅是在学习知识,更是在培养一种观察和理解世界的方式。

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作为一名喜欢钻研理论细节的学习者,《工程热力学》这本书简直就是为我量身定做的。它的内容非常充实,涵盖了热力学的大部分核心概念和应用。我尤其喜欢书中关于“状态方程”的章节,它详细介绍了理想气体状态方程、范德华方程等,并分析了它们在不同温度和压力下的适用范围。这让我对气体的行为有了更直观的理解。此外,书中关于“热力学性质”的计算,比如比热容、焓、熵等,都有非常清晰的公式和查表方法,这对于我们进行实际工程计算非常有帮助。我甚至会尝试自己去推导一些公式,因为作者在书中提供了足够的背景信息和数学基础,让我觉得这些推导并非遥不可及。这本书的语言风格也非常学术化,但同时又不会让人感到生涩难懂,作者能够将复杂的概念用清晰的逻辑和严谨的语言表达出来,这是一种难得的能力。我甚至会在做习题时,反复回顾书中的理论讲解,因为我知道,只有真正理解了原理,才能灵活运用。

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《工程热力学》这本书,我拿到手的时候,就被它厚重的纸质和硬挺的封面吸引住了。封面上烫金的“工程热力学”几个字,自带一种庄重而权威的气质,仿佛在向我昭示着它所承载的知识分量。我是一名即将进入大学的准大学生,对即将要学习的专业知识充满了好奇和期待,尤其是热力学,这个听起来就很高深莫测的学科。翻开第一页,扑面而来的便是严谨的学术气息,公式、图表、定义,密密麻麻地排列着,但奇怪的是,我并没有感到畏惧,反而有一种想要一探究竟的冲动。书中的每一个概念,从能量守恒到熵增原理,都以一种循序渐进的方式展开,配合着大量的实例,将那些抽象的概念具象化。我尤其喜欢它对热力学第一定律的阐述,不仅仅是冰冷的数学公式,更是通过实际的蒸汽机、内燃机等例子,让我体会到能量转换的魅力。而对第二定律的讲解,更是让我对自然界的规律有了更深刻的认识,原来一切都在朝着更混乱的方向发展,这听起来有些悲观,但却是宇宙的本质。这本书的排版也很舒服,字体大小适中,纸张的光泽度也恰到好处,阅读起来不会感到疲劳。我迫不及待地想在大学里,在老师的指导下,将这本书里的知识融会贯通,去理解我们身边的世界是如何运作的,去探索那些看不见的能量流动的奥秘。

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与其他同类书籍相比,《工程热力学》这本书在内容的深度和广度上都表现得尤为出色。我尤其欣赏它在讲解“多组分系统”的热力学性质时,所表现出的严谨性和专业性。书中对于“活度”、“逸度”等概念的引入和解释,以及它们在化学平衡计算中的应用,都给我留下了深刻的印象。这让我意识到,热力学不仅仅适用于纯物质,更能够应用于复杂的化学反应和多组分混合物。此外,书中关于“制冷循环”和“热泵循环”的详细分析,也让我对这些我们日常生活中常见的设备有了更深入的理解。它能够清晰地解释这些设备的工作原理,并且分析它们在不同工况下的效率。我还会尝试去做书中的一些习题,虽然有些题目很有挑战性,但一旦做出来,就会获得巨大的成就感,并且对相关知识点有了更牢固的掌握。

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要说《工程热力学》这本书最让我印象深刻的地方,那绝对是它对于“熵”的阐述。在许多科普读物中,熵常常被描述为“混乱度”,听起来有些虚无缥缈。但在这本书里,熵被赋予了清晰的物理意义和数学表达式,并且通过大量的例子,让我理解了熵增原理在自然界和工程中的普遍性。我记得书中有一个关于热力学第二定律的讨论,它不仅仅局限于“热量不能自发地从低温物体传向高温物体”,而是更深入地探讨了能量的“品质”以及不可逆过程带来的能量损失。这种对细节的挖掘和对原理的深入剖析,让我对这个曾经让我感到头疼的概念有了全新的认识。我还发现,书中对于各种循环的分析,比如朗肯循环、布雷顿循环等,都非常详尽,并且会对比它们的优缺点,以及在不同工况下的表现。这对于我们理解发电厂、航空发动机等实际设备的工作原理至关重要。这本书的作者显然对工程热力学有着极为深刻的理解,并将这种理解以一种易于接受的方式呈现出来。

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在我看来,《工程热力学》这本书最大的魅力在于它的系统性和全面性。它不像某些书籍那样只侧重于某个特定的方面,而是将热力学从基础到应用,进行了一个全方位的覆盖。我喜欢它从“功”与“热”的概念开始,逐步深入到“焓”、“熵”等更复杂的概念,并且在这个过程中,不断引入新的数学工具和分析方法。书中的“相平衡”章节,让我对物质在不同温度和压力下的状态变化有了更深刻的理解,这对于化工、冶金等领域的工作者来说,是极其重要的知识。我还会反复阅读书中关于“热力学数据表”的讲解,并尝试利用这些数据进行实际的工程计算。这本书的作者显然在热力学领域有着非常深厚的造诣,并且能够将这些深厚的知识以一种清晰、有条理的方式传达给读者。它不仅仅是一本传授知识的书,更是一本引导我们思考和理解事物本质的书。

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我是一个非常注重细节的人,而且在学习任何科目时,我都会尝试去理解其背后的逻辑和发展脉络。当我拿到《工程热力学》这本书时,我首先被它严谨的结构所吸引。从历史的起源,到基础的定义,再到各种定律的推导和应用,整个体系就像一座精心搭建的知识殿堂,每一个部分都环环相扣,逻辑清晰。我特别欣赏书中对于“状态”、“过程”、“可逆性”等基本概念的定义,它们不像某些书籍那样含糊其辞,而是给予了非常精确的数学描述和物理意义的解释。这对于我这种喜欢刨根问底的人来说,简直是如获至宝。书中的数学公式,我都会尝试去推导一遍,虽然有些推导过程比较复杂,但一旦理解了,就会觉得豁然开朗。而且,这本书的图示也做得非常到位,无论是相图、T-s图还是p-v图,都绘制得非常规范,并且在讲解过程中,会反复引用这些图示,帮助我们从视觉上理解抽象的热力学过程。我甚至还注意到,书中的一些术语翻译,也都非常准确和专业,这对于我们这些学习者来说,能够避免很多不必要的误解。

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说实话,作为一个在工程领域摸爬滚打多年的从业者,我一直对那些基础学科的重要性有所忽视,总觉得实践才是检验真理的唯一标准。然而,最近在负责一个复杂的热力设备项目时,我屡屡碰壁,很多设计上的瓶颈,我感觉都与对热力学基本原理的理解不够深入有关。于是,我重新拾起了早就被我丢弃的《工程热力学》,希望能够从中找到问题的根源。这本书给了我很大的惊喜,它不像我想象中那样枯燥乏味,而是以一种全新的视角,将那些我曾经嗤之以鼻的理论,展现出了它们在实际工程中的强大生命力。书中的案例分析,都是我工作中所经常遇到的场景,比如如何优化锅炉效率,如何设计更节能的制冷系统,如何理解热交换器的原理等等。它没有回避那些复杂的数学推导,但同时又用非常清晰的语言解释了这些推导的意义和应用。我尤其对其中关于卡诺循环的阐述印象深刻,虽然我知道它的理论效率是有限的,但在书中,我看到了它作为衡量一切热机性能的标杆,其理论价值是多么的无可替代。这本书就像一面镜子,让我看到了自己知识体系中的不足,也为我指明了继续前进的方向。

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对于我这种有动手能力的工程师来说,《工程热力学》这本书提供了一个非常好的理论支撑。我总是喜欢把学到的知识运用到实际工作中,而这本书里的很多案例,都给我提供了宝贵的思路。比如,在优化我司的冷却塔设计时,书中关于湿空气的热力学性质和蒸发冷却的原理,就给了我很大的启发。我能够更准确地计算出冷却塔的效率,并且找到进一步提升性能的方法。这本书的优点在于,它不仅仅停留在理论层面,而是将理论与实际工程紧密结合,通过大量的实例,展示了热力学原理在解决实际工程问题中的重要作用。我还发现,书中对于“传热”的讲解也非常到位,结合了传导、对流、辐射等多种方式,并且分析了它们在不同情况下的影响。这对于我理解各种热交换设备的设计至关重要。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,在我遇到技术难题时,能够提供指导和帮助。

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《工程热力学》这本书给我最直观的感受就是它的“严谨”和“实用”。它不仅仅是一本理论书籍,更是一本能够指导实际工程应用的工具书。我尤其欣赏书中关于“热力学统计”的讲解,它将微观粒子的运动与宏观热力学性质联系起来,让我对物质的性质有了更深层次的理解。虽然这部分内容对我来说具有一定的挑战性,但我依然乐在其中,因为它让我看到了理论的魅力和物理学的统一性。书中的公式推导非常完整,并且作者会解释每一步的意义,让我能够理解公式是如何一步步建立起来的。我还会尝试去查阅书中提到的参考文献,希望能够进一步拓展我的知识面。这本书不仅仅是学习热力学的基础,更是为我打开了一扇通往更广阔的科学世界的大门。

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