汽车空气动力学

汽车空气动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:傅立敏
出品人:
页数:151
译者:
出版时间:2006-9
价格:16.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111197362
丛书系列:
图书标签:
  • 流体力学
  • 汽车工程
  • 空气动力学
  • 车辆设计
  • 流体力学
  • 汽车性能
  • CFD
  • 空气阻力
  • 升力
  • 风洞试验
  • 汽车造型
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具体描述

《汽车空气动力学》系统介绍了汽车空气动力学基本原理及与其相关的流体力学基础,汽车的外部流畅,汽车外形对空气动力特性的影响,汽车空气动力学设计,汽车发动机冷却、驾驶室通风和空调等内流问题,汽车空气动力噪声,汽车空气动力学试验以及汽车空气动力学数值计算等问题。《汽车空气动力学》是在作者多年研究工作和多项研究成果的基础上撰写的。

现代工程材料学导论 第一章:材料的微观结构与性能 本章将深入探讨构成现代工程世界的各类基础材料的内部构造。我们将从原子和晶体结构层面入手,详细解析金属、陶瓷、聚合物和复合材料的晶格排列、晶界、缺陷类型(如点缺陷、线缺陷、面缺陷)如何直接决定其宏观力学、热学、电学和光学性能。 1.1 晶体结构与密堆积 金属晶体学基础: 介绍体心立方(BCC)、面心立方(FCC)和六方最密堆积(HCP)结构的几何特征、配位数及原子堆积因子。讨论晶体学中的施密特因子(Schmid Factor)及其在单晶塑性变形中的意义。 非晶态结构: 对玻璃和部分聚合物的无序结构进行阐述,解释短程有序和长程无序的概念,以及玻璃化转变温度(Tg)的物理意义。 1.2 缺陷工程与本征性能 点缺陷的量化: 深入分析空位和间隙原子的热力学形成能,及其对材料扩散行为(如菲克扩散定律)的影响。讨论弗伦克尔缺陷和肖特基缺陷在离子晶体中的重要性。 线缺陷(位错)理论: 详细解析边缘位错和螺型位错的 Burgers 矢量,以及混合位错的分解。重点讨论位错的运动、交滑移、缠结和攀移机制,这是理解金属塑性变形和加工硬化的核心。 平面缺陷: 考察晶界(高角晶界与低角晶界)的结构、能量及其对材料强度的影响。引入孪晶界和堆垛层错的概念。 1.3 材料的电子结构与能带理论 能带结构基础: 从薛定谔方程的角度出发,构建一维、二维和三维周期性晶体中的电子能带理论。区分导体、半导体和绝缘体的费米能级位置。 有效质量与载流子迁移率: 定义电子和空穴的有效质量,分析它们如何影响材料的导电性能和霍尔效应测量。 第二章:金属材料的相变与热处理 本章聚焦于合金设计和热处理工艺对金属组织和最终性能的精确调控。 2.1 铁碳合金与相图解析 铁碳相图: 详尽解读中温、低温和高温区域的相区,包括铁素体(α)、奥氏体(γ)、渗碳体(Fe3C)和石墨的稳定性。重点分析共析、共晶和包析反应的动力学。 非平衡冷却与贝氏体: 研究冷却速率对组织形成的影响,深入分析贝氏体转变的无扩散机制(切变机制)以及贝氏体钢的优异性能。 2.2 经典热处理工艺 退火、正火与淬火: 比较三种工艺的加热、保温和冷却过程,及其对晶粒尺寸、残余应力和组织均匀性的控制。 回火过程: 探讨淬火后回火的必要性,分析低温、中温和高温回火过程中碳化物的析出和再结晶现象,以及对韧性、硬度和强度的影响。 相变动力学: 引入科尔拉米(Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami, KJMA)方程,用于定量描述相变(如奥氏体向铁素体/贝氏体的转变)的动力学进程。 2.3 特种合金体系 镍基与钛合金: 分析镍基高温合金中γ'相(Ni3(Al, Ti))的析出强化机制。探讨钛合金(如α+β型)的相变敏感性及热处理对组织形貌的控制。 粉末冶金技术: 介绍烧结过程中的致密化、粘性流动和扩散连接,以及用于制备梯度材料的潜力。 第三章:陶瓷与复合材料的制备与力学行为 本章探讨无机非金属材料的特性,以及通过复合化手段实现性能突破的技术。 3.1 结构陶瓷的性能与制造 氧化物陶瓷: 以氧化铝(Al2O3)和氧化锆(ZrO2)为例,分析其高硬度、高耐磨性与脆性本质。讨论室温增韧技术,如部分稳定化氧化锆(PSZ)中的马氏体相变增韧机制。 非氧化物陶瓷: 介绍碳化硅(SiC)和氮化硅(Si3N4)的共价键特性,及其在高温结构应用中的优势。 陶瓷的断裂力学: 阐述陶瓷材料的 Weibull 统计分布在预测可靠性中的应用,以及断裂韧性(KIC)的测量方法。 3.2 复合材料的设计与界面科学 纤维增强复合材料: 区分连续纤维和短纤维增强体系。应用混合律(Rule of Mixtures)预测沿纤维轴和垂直于纤维轴的宏观模量。 界面工程: 强调基体与增强相之间的界面对荷载传递和整体性能的决定性作用。讨论界面结合的化学键合和物理锚固效应。 层合板力学: 分析各向异性层合板的应力应变关系,引入经典层合板理论(CLT)中的平面应力假设和铺层设计对材料刚度和抗屈曲性能的影响。 第四章:聚合物的粘弹性与弛豫现象 本章着重于高分子材料在时间、温度和应力作用下的特殊响应机制。 4.1 高分子结构与热特性 分子链拓扑结构: 区分线性、支化、交联和网络聚合物的结构差异。讨论结晶度(Crystallinity)对聚合物力学性能的调控。 粘弹性本构关系: 引入广义Maxwell模型和开普勒模型,解释聚合物对瞬时载荷和长期载荷的不同响应。 时间-温度等效原理(TTSP): 解释如何通过主曲线(Master Curve)构建高分子材料在宽频率范围内的动态力学性能图谱。 4.2 聚合物老化与失效 弛豫过程: 阐述α、β等多种弛豫过程(如侧链运动、主链运动),及其与玻璃化转变温度的关联。 环境老化: 探讨光氧化、热氧化和溶胀对聚合物分子链结构和宏观性能的降解机理。 第五章:材料的电学与磁学基础 本章概述材料在电磁场中的响应,这是现代电子技术和能源领域的基础。 5.1 半导体材料与器件基础 PN结的形成与特性: 深入分析P型和N型掺杂的原理,解释PN结的内建电场、耗尽层和二极管的单向导电性。 MOS结构: 介绍金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的工作原理,包括阈值电压和跨导的概念。 5.2 磁性材料分类与应用 磁畴与磁化过程: 解释磁畴的形成、晶格磁晶各向异性和磁致伸缩效应。 软磁与硬磁材料: 比较软磁材料(如坡莫合金)的低矫顽力和高初始磁导率,以及硬磁材料(如NdFeB)的储能特性,分析其在电机和存储设备中的应用。 第六章:先进材料与功能性探索 本章展望材料科学的前沿领域,包括纳米材料和智能材料。 6.1 纳米尺度效应 量子尺寸效应: 讨论半导体量子点中电子能级的量子化现象及其对光学性质的影响。 高比表面积材料: 介绍多孔材料(如MOFs)在吸附和催化中的应用,及其表面能主导的特性。 6.2 智能响应材料 形状记忆合金(SMA): 解释镍钛合金中马氏体相变引起的宏观形状可逆性。 压电与铁电材料: 阐述外部应力或电场如何诱发材料内部电荷重新分布,及其在传感器和执行器中的应用。 总结 《现代工程材料学导论》系统地覆盖了从微观结构到宏观性能,从经典金属到前沿功能材料的广阔领域。本书旨在为工程师提供一个坚实的理论框架,以理解、选择和设计满足复杂工程需求的材料体系。全书强调材料的本征物理化学特性、制备工艺的控制能力,以及材料在特定服役环境下的失效机制分析。

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我一直觉得,汽车的“飞驰”状态,有一种征服自然的力量,而《汽车空气动力学》这本书,则让我从一个旁观者,变成了一个能够理解这种力量背后原理的“参与者”。书中对“升力”和“下压力”的对比讲解,是我最感兴趣的部分。我以前以为只有飞机才需要考虑升力,但这本书让我明白,在汽车领域,我们更需要的是“负升力”,也就是强大的下压力,来确保车辆在高速行驶时的稳定性。我尤其喜欢书中对赛车空气动力学设计的分析,那些张扬的翼片、夸张的车身套件,原来都是为了最大限度地增加下压力,让赛车能够以更高的速度过弯。这种将理论知识与实际应用相结合的叙述方式,让我觉得这本书非常有价值。它让我明白了,那些在赛道上叱咤风云的赛车,不仅仅是拥有强劲的动力,更是拥有极其精密的空气动力学设计。

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我一直觉得,汽车不仅仅是交通工具,更是一种工程艺术。而《汽车空气动力学》这本书,则让我看到了这种艺术背后严谨的科学支撑。书中对于“风阻”的讲解,让我从一个单纯的“油耗”概念,上升到了对车辆整体设计的理解。我以前只知道风阻大费油,但不知道为什么。这本书让我明白了,风阻的产生,是由于空气在车身表面流动时产生的阻碍力,而这种阻力的大小,很大程度上取决于车身的形状。书中用到了很多风洞实验的图片,让我直观地看到了不同车身形状在风洞中产生的空气流动模式,以及由此带来的阻力差异。我印象特别深刻的是,书中有一个章节专门讲解了“车轮”对空气动力学的影响,我之前从未想过,车轮的旋转也会产生一定的空气阻力,甚至会干扰车身周围的空气流动。这种细致入微的分析,让我对汽车的每一个部件都有了新的认识。它让我意识到,真正的工程设计,是在每一个细节上都追求极致的优化,而不是简单的堆砌。

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我对汽车的了解,一直停留在“外观好看”、“动力强劲”的层面。直到我偶然翻阅了《汽车空气动力学》,我才意识到,原来这些看似简单的评价背后,蕴含着如此深奥的科学原理。书中对“风阻系数”的细致讲解,让我明白,一个看似微小的车身弧度,或者一个不起眼的出风口,都可能对车辆的燃油经济性和高速稳定性产生巨大的影响。我印象特别深刻的是,书中有一个章节,专门对比了不同年代的汽车在空气动力学设计上的演变。从早期棱角分明的造型,到如今圆润流畅的线条,让我看到了汽车工程在空气动力学领域的巨大进步。这种历史的纵深感,让我对汽车的演变过程有了更深的认识。它让我明白,汽车不仅仅是技术的结晶,更是一部不断追求极致效率和性能的奋斗史。

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我一直对那些流畅、动感的汽车线条着迷,总觉得它们背后隐藏着某种神秘的力量。《汽车空气动力学》这本书,恰好满足了我这种“视觉化”的学习需求。它没有一上来就抛出复杂的公式,而是通过大量精美的插图和生动的比喻,将空气动力学这个看似枯燥的科学变得活色生香。我尤其喜欢书中对“下压力”产生的不同方式的讲解,从最简单的尾翼,到复杂的扩散器,再到利用车身底部与地面形成的“地面效应”,都通过清晰的图示和浅显的文字,让我豁然开朗。我以前只知道跑车都有尾翼,但不知道为什么。读完这一部分,我才明白,尾翼的本质就是改变空气流动的方向,从而产生向下推的力量,让车轮更好地抓住地面。这种循序渐进的讲解方式,让我即使是初学者,也能轻松跟上作者的思路。

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这本书的封面设计就很吸引我,那种流线型的图案,若隐若现的赛车剪影,瞬间就勾起了我对速度与激情的向往。虽然我并非汽车工程领域的专业人士,但一直对汽车背后的科学原理充满好奇。当我翻开这本书,首先映入眼帘的不是密密麻麻的公式或者晦涩难懂的术语,而是通过精美的插图和生动的比喻,将“空气动力学”这个看似高深的词汇变得触手可及。例如,书中用飞机起飞时机翼产生的升力来类比汽车高速行驶时下压力的形成,这种形象的比喻让我立刻理解了最核心的概念。我尤其喜欢书中关于“车身造型”那一章节的讲解,作者通过对比不同车型,从经典跑车到现代SUV,细致地分析了它们在空气动力学设计上的异同,以及这些设计如何影响车辆的性能表现,比如稳定性、油耗甚至是行驶噪音。我一直以为空气动力学只是关于“快”,但读完这一部分,我才意识到它同样关乎“稳”和“省”。它不仅仅是理论,更是实实在在的设计哲学。书中的一些细节分析,比如不同位置的导流板、翼子板的形状,甚至是后视镜的设计,都可能对车辆的空气动力学性能产生微妙却重要的影响。这让我对未来买车时,不再仅仅关注品牌和配置,还会多一份对车辆造型背后蕴含的科学的审视。这种从外在美观到内在性能的连接,让我觉得这本书非常有价值。

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这本书的出现,让我对“科技改变生活”有了更深的体会。在接触《汽车空气动力学》之前,我一直认为汽车最核心的价值在于它的动力和操控。但这本书让我看到了,那些看不见的“空气”,在很大程度上决定了汽车的性能和效率。我特别喜欢书中关于“空气动力学效率”的章节,它不仅仅是讨论如何减小风阻,更是如何通过巧妙的设计,让空气成为汽车的“伙伴”而不是“敌人”。例如,书中介绍了一些主动式空气动力学系统,比如可以根据车速自动调整的扰流板,以及可以改变进气口大小的系统。这些设计,让我觉得汽车的智能化不仅体现在电子设备上,更体现在对物理世界的精妙调控上。这种将前沿技术与传统汽车相结合的思路,让我对未来汽车的发展充满了期待。这本书让我明白,汽车的进化,是一个不断与自然规律“对话”的过程。

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我是一个喜欢将事物拆解开来理解的人,而《汽车空气动力学》这本书,恰恰提供了一个绝佳的视角来审视汽车。它让我从一个“整体”的观赏者,变成了一个“细节”的探索者。书中关于“车身结构”与空气动力学关系的讨论,让我认识到,车辆的底盘设计、车顶的弧度、甚至是车门把手的造型,都可能对空气的流动产生影响。我尤其喜欢书中对“空气动力学噪声”的分析,我一直以为汽车的噪音主要是来自发动机或者排气系统,但这本书让我明白,高速行驶时,空气在车身表面的流动产生的摩擦和涡流,也会产生大量的噪音。书中甚至还介绍了一些能够降低空气动力学噪声的设计方法,比如采用特殊的车身密封材料,或者优化车身线条的过渡。这种对“隐形”因素的关注,让我觉得这本书非常有深度。它让我明白,汽车的设计,不仅仅是为了看得见的部分,更是为了那些我们难以察觉,但却至关重要的物理效应。

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我拿到这本书的时候,正处于一个想要深入了解汽车的“门外汉”阶段。我买过一些关于汽车历史、汽车品牌介绍的书,但总觉得少了点什么,好像抓不住汽车的灵魂。直到我接触了《汽车空气动力学》,我才算真正触碰到汽车性能的“核心秘密”之一。书中并没有回避复杂的物理原理,但它巧妙地将这些原理置于易于理解的语境中。例如,在讲解“风阻系数”时,作者不仅仅给出了公式,更是通过模拟不同的风洞实验场景,让我们直观地感受到空气阻力是如何随着车身形状而变化的。我印象特别深刻的是,书中有一个图表,展示了相同体积但不同形状的物体在空气中的受力情况,让人豁然开朗。让我惊喜的是,这本书还探讨了空气动力学在赛车运动中的应用,分析了F1赛车那些夸张的翼片和车身组件是如何协同作用,产生巨大的下压力,从而让赛车在高速过弯时依然能牢牢抓住地面。这让我重新审视了那些在电视上看到的风驰电掣的赛车,原来它们的外形设计并非随意,而是经过了极其严谨的科学计算和无数次的风洞测试。甚至连轮胎的设计,书中也提及了它与空气动力学之间的微妙联系。这种将理论知识与实际应用相结合的叙述方式,极大地激发了我继续探索的兴趣,让我觉得汽车的世界比我想象的要更加精妙和迷人。

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我对汽车的了解,很大程度上源于我对“速度”的痴迷。小时候看漫画,里面那些夸张的赛车设计,总是能让我热血沸腾。随着年龄增长,我开始意识到,那些令人惊叹的速度和稳定性背后,一定有更深层次的科学原理。《汽车空气动力学》这本书,可以说是为我揭开了这层神秘的面纱。我特别欣赏书中对“负升力”的详细阐述,通过大量的图示和案例,让我明白为何许多跑车会设计尾翼,以及这些尾翼是如何通过改变空气流动的方向,产生强大的下压力,从而提升车辆的抓地力。书中关于“地面效应”的讲解也让我大开眼界,原来车辆底部与地面之间的狭窄空间,也能被巧妙地利用来产生吸附力,进一步增强车辆的稳定性。我一直以为只有飞机才会涉及到“升力”的概念,但这本书让我知道,在汽车领域,我们追求的往往是“负升力”,也就是下压力。这种颠覆我固有认知的讲解方式,让我觉得非常有趣。而且,书中还对比了不同年代、不同类型汽车在空气动力学设计上的演变,从早期相对粗糙的设计,到如今极致优化的造型,让我看到了汽车工程的不断进步。这种历史的维度,也让我对汽车的理解更加全面。

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说实话,我并不是一个技术宅,对机械原理也算不上精通,但一直以来,我对那些流线型的汽车造型充满了莫名的好感。总觉得它们不仅好看,还蕴含着某种神奇的力量。《汽车空气动力学》这本书,恰恰满足了我这种“视觉驱动”的学习需求。它的图文并茂,让我即使在不完全理解专业术语的情况下,也能通过精美的插图和形象的比喻,领略到空气动力学设计的精妙之处。我尤其喜欢书中对“紊流”和“层流”的对比讲解,作者用非常形象的比喻,比如在水中游动的鱼的身体周围的流动,来解释空气在车身表面的不同流动状态,以及这些状态如何影响风阻。这让我一下子就理解了为什么很多汽车会设计成光滑流线型的车头,以及为什么车身的一些线条会有特殊的走向。书中还详细介绍了各种空气动力学套件,比如前唇、侧裙、扩散器等,它们各自的作用是什么,以及如何协同工作来优化空气动力学性能。这让我意识到,汽车的外形设计,绝不仅仅是为了美观,更是为了与空气进行一场“巧妙的博弈”。

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