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出版者:中国标准

作者:陈宏钧

出品人:

页数:792

译者:

出版时间:2006-1

价格:100.00元

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isbn号码:9787506639118

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好的，这是一本介绍工程力学与材料科学基础知识的专业书籍的简介： --- 《现代工程材料与结构分析基础》 书籍导言：新时代下的材料与力学前沿探索 在当代工程实践中，对材料性能的深入理解和对结构受力行为的精确预测，是实现技术创新与保障工程安全的两大基石。随着航空航天、新能源、生物医学以及高端制造等领域的飞速发展，传统的材料设计和结构分析方法已逐渐触及瓶颈。我们迫切需要一本能够系统梳理经典理论，同时聚焦新兴材料与先进计算方法的前沿著作。 《现代工程材料与结构分析基础》正是为了满足这一时代需求而编写的。本书旨在为机械、土木、材料科学及相关工程领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面而深入的学习平台，使其不仅掌握工程力学的基本原理，更能理解新一代高性能材料的微观机制与宏观表现，从而在复杂工程问题的解决中游刃有余。 --- 第一部分：工程材料的微观结构与宏观性能 本部分将读者从材料的基础组成单元引入，系统阐述材料科学的核心概念，重点剖析现代工程应用中最关键的几类材料体系。 第一章：晶体结构、缺陷与本征性能 本章首先回顾了固体材料的晶体结构基础，包括密堆积结构、晶格常数及布拉维点阵的识别。重点深入探讨了位错理论、点缺陷（如空位、间隙原子）和线缺陷（位错）对材料塑性变形的影响机制。通过分析晶界对力学性能的调控作用，为理解材料的强化机理奠定了基础。 第二章：金属材料的相变与热力学 本章详细讲解了铁碳合金体系的热力学平衡图（Fe-Fe3C相图），着重分析了奥氏体分解过程中的各种扩散控制和无扩散相变（如贝氏体、马氏体转变）。随后，转向非平衡热力学在材料加工过程中的应用，如快速凝固和粉末冶金技术对微观结构的影响。 第三章：高分子材料的结构与流变学 针对轻量化和柔性电子器件的需求，本章全面覆盖了高分子材料的结构特征，包括链的缠绕、结晶度与玻璃化转变温度（Tg）。重点阐述了粘弹性理论，如何利用开尔文模型、赫兹模型来描述高分子材料在不同应力历史下的时间依赖性行为，这是理解橡胶、塑料在复杂载荷下失效的关键。 第四章：先进陶瓷与复合材料 本章聚焦于耐高温、耐磨损特种材料。陶瓷部分讨论了其高强度的来源、脆性断裂的特点以及增韧技术（如利用氧化锆的相变增韧）。复合材料部分则深入分析了纤维增强材料的介观力学，包括界面剪切强度、各向异性模量的计算，以及层合板的铺层设计原则。 --- 第二部分：结构分析与应力场理论 本部分将理论力学知识提升至工程应用层面，重点介绍如何精确描述物体内部的应力状态、变形规律，并引入现代数值分析工具。 第五章：连续介质力学基础与本构关系 本章是结构分析的理论核心。首先严谨地定义了应力张量和应变张量，推导出平衡微分方程和几何方程。核心内容在于建立材料的本构关系：对于线弹性材料，详细推导了广义胡克定律及材料常数（杨氏模量、泊松比、剪切模量）之间的关系；对于涉及塑性的情况，引入了屈服准则（如冯·米塞斯准则）和流动法则。 第六章：平面应力与平面应变问题的分析 本章专门处理二维结构分析问题。通过应力函数法（Airy应力函数），系统求解了受集中载荷的板和梁的内部应力分布。特别强调了孔隙、裂纹等几何缺陷对局部应力集中的影响，并引入了修正的应力集中系数的概念。 第七章：结构动力学导论与振动控制 针对机械设备、桥梁等结构可能遇到的动态载荷问题，本章系统介绍了单自由度与多自由度系统的自由振动和受迫振动分析。推导了振动的特征方程、固有频率和模态振型。此外，还探讨了阻尼对振动响应的影响，并介绍了最基本的振动抑制技术，如使用调谐质量阻尼器（TMD）。 第八章：断裂力学与疲劳寿命预测 本章是保障结构可靠性的关键。详细阐述了线性弹性断裂力学（LEFM）的核心概念，包括应力强度因子 ($K_I, K_{II}, K_{III}$)、裂纹尖端应力场分布。重点讲解了能量判据——断裂韧度 ($G_c$)。疲劳部分则集中于S-N曲线的建立、Paris-Erdogan定律在裂纹扩展速率预测中的应用，以及高周疲劳与低周疲劳的差异化处理方法。 --- 第三部分：数值计算方法在工程中的应用 本部分旨在弥合理论分析与复杂实际问题之间的鸿沟，介绍现代工程分析中不可或缺的计算工具。 第九章：有限元方法（FEM）的基本原理 本章以清晰的数学逻辑，介绍了有限元方法的核心思想：将连续体离散化为有限个单元，建立单元刚度矩阵。详细阐述了形函数（插值函数）的选择、高斯积分在数值求解中的作用，以及如何通过位移法组装全局刚度方程。本章强调对单元选择（如三角形、四边形单元）及其对结果精度的影响的判断。 第十章：高级结构分析与优化设计 基于前述的有限元基础，本章扩展至更复杂的分析场景。包括：瞬态热传导分析、热应力耦合分析；非线性分析（如大变形、材料塑性引起的几何非线性）。最后，引入拓扑优化和尺寸优化设计的基本流程，指导工程师如何利用计算工具迭代改进结构形状，以在满足强度要求的前提下实现轻量化目标。 --- 总结与展望 《现代工程材料与结构分析基础》不仅是理论的汇编，更是连接微观材料科学、宏观力学分析与现代计算技术的三位一体的专业指南。通过对材料本构关系的深入理解和对复杂载荷响应的精确模拟，读者将能够掌握解决当代工程难题的综合能力，为未来在先进制造和结构可靠性领域的研究与实践打下坚实的基础。本书的深度和广度，确保了其作为工具书和教材的双重价值。

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我承认，最初拿到这本书时，并没有抱太大的期望。毕竟市面上关于机械加工的书籍琳琅满目，很多都充斥着理论的海洋，要么过于晦涩难懂，要么过于泛泛而谈。然而，这本书却给了我一个大大的惊喜。它的编排方式非常独到，简直就是为我这种“实用主义者”量身定做的。打开目录，几乎所有我日常工作中最常遇到的标准和规范都赫然在列，而且分类清晰，查找起来毫不费力。我尤其喜欢它在解释每个标准时的简洁性和准确性。没有冗长的文字铺垫，而是直接给出关键信息，配以简洁明了的图示，让我能够迅速把握核心要义。比如，在遇到某个特殊的螺纹加工时，我能够快速找到相关的螺纹公差表和标准，并对照着实际加工情况进行核对，这大大减少了我因为信息不对称而产生的失误。这本书最令人称道的一点是，它不仅仅罗列了标准，还融入了大量的实际应用案例和注意事项，这使得我们在查阅标准的同时，也能了解到这些标准在实际生产中的具体应用和潜在的风险。这种“理论与实践相结合”的编撰方式，让这本书具有了极高的实用价值。

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坦白讲，我算是个比较“懒散”的读者，不太喜欢看那种厚重、理论性强的书籍。这本书却以其独特的魅力，彻底改变了我的阅读习惯。它的设计理念非常符合我这种追求效率和实用性的读者。书中的内容，几乎都是围绕着机械加工中最核心、最常用的标准展开的，没有丝毫的“水分”。当我需要查找某个特定零件的加工精度要求，或者需要确定某种材料的机械性能指标时，这本书总能迅速地给我答案。我最喜欢它的一点是，它不会给你大段大段的理论讲解，而是以表格、图示和简洁的文字说明为主，让你在最短的时间内获取到最关键的信息。比如，在选择刀具材料的时候，书中就给出了不同刀具材料的适用范围和性能对比，让我能够一目了然地做出选择。而且，这本书的排版非常合理，即使是深夜在车间加班，疲惫的眼睛也能轻松阅读。它就像一个随身携带的“技术宝典”，随时随地都能为我提供最及时、最准确的技术支持。

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说实话，这本书的封面设计算不上惊艳，甚至有些朴素，但它的内容却绝对是“内秀”的代表。我是一名刚入行不久的机械设计新人，之前在学校学习的理论知识很多时候在实际工作中显得有些脱节。正是这本书，成为了我从理论走向实践的“摆渡人”。它就像一个经验丰富的老技师，用最通俗易懂的语言，为我讲解了机械加工中最基础、最核心的标准。比如，形位公差的各种符号和含义，我以前只是模糊地知道，但在这本书里，它用非常形象的图例，把每一个符号所代表的意义都解释得清清楚楚，让我能够一眼就能看懂。还有表面粗糙度，不同的 Ra 值对应着什么样的加工要求，书中都有详细的对照表，甚至还有一些关于如何通过测量来验证粗糙度的方法。这本书最大的优点在于它的“便携性”和“即时性”。当我遇到一些不确定的参数，或者需要快速确认某个尺寸的公差范围时，我不需要花费大量时间去网上搜索，只需要拿起这本书，翻到相应的章节，几分钟内就能得到最准确的答案。这种高效的查找和信息获取方式，极大地提升了我的工作效率。

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作为一个在机械行业摸爬滚打多年的老工程师，我见过太多的技术手册，但这本书无疑是其中最让我印象深刻的一本。它的价值不在于有多么深奥的理论，而在于它对“实用”二字极致的追求。这本书就像一个经验丰富的总工，把几十年的工作经验和行业标准浓缩在一本小小的册子里。每次在设计过程中遇到一些模棱两可的问题，或者需要对某个关键参数进行确认的时候，我都会第一时间翻阅这本书。它里面关于各种连接件的标准、轴和孔的配合公差、以及各种零部件的尺寸和性能要求，都标注得非常详细和准确。我尤其欣赏书中对于一些特殊工艺的指导，比如在进行焊接或铸造时，需要注意哪些工艺参数，以及如何根据不同的材料选择最合适的加工方法，这些内容对于提高产品质量和降低生产成本都有着至关重要的作用。这本书的出现，让我觉得很多过去需要花费大量时间和精力去查阅的资料，现在都可以轻松地从这本书中找到答案，这对于提高我的工作效率，减少出错率，起到了不可估量的作用。

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这本书就像是我在机床旁边的老伙计，虽然封面朴实无华，但里面的内容却是我最信任的助手。记得上次调试一台新设备，对几个关键参数的公差要求拿不准，正当我焦头烂额的时候，翻开它，不一会儿就找到了最权威的参照数据，那一刻感觉整个世界都明亮了。它不像那些高深的理论书籍，上来就是一大堆公式推导，而是直击核心，把最实用、最常用、最容易出错的地方用最直观的方式呈现出来。每一次遇到尺寸公差、形位公差、表面粗糙度这些基础却又至关重要的细节，我都会下意识地去翻它。那些表格清晰明了，图标生动形象，即便是初学者也能快速理解。更重要的是，它不仅仅是数字的堆砌，很多地方都结合了实际加工的经验，给出了很多“过来人”的建议，比如在某个特定加工条件下，应该优先考虑哪种标准，以及如何避免常见的加工缺陷。这本书的价值，就体现在它能在你最需要的时候，给你最准确、最可靠的指引，让你少走弯路，提高效率。它真的太方便了，小巧的尺寸也方便我随身携带，随时随地都能查阅，这对于经常需要在不同车间、甚至不同工地现场工作的我来说，简直是福音。

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