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出版者:Prentice Hall

作者:Robert L. Mott

出品人:

页数:944

译者:

出版时间:2003-7-26

价格:USD 162.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780130618856

丛书系列:

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《机械设计中的工程材料》 本书深入探讨了在机械设计过程中选择和应用工程材料的关键原则与实践。它不仅仅罗列各种材料的性能参数，而是着眼于材料特性与具体工程应用之间的深层联系，旨在帮助读者掌握如何根据设计需求、载荷条件、工作环境以及成本效益来做出最优的材料选择。 核心内容涵盖： 材料科学基础理论回顾： 我们将从原子结构、晶体结构、相变、缺陷等基础理论出发，为理解材料的宏观性能奠定坚实的基础。这部分内容将以清晰、直观的方式呈现，避免过度的理论推导，聚焦于对工程应用至关重要的概念。例如，我们将详细阐述位错理论如何解释材料的塑性变形，以及晶界对材料强度的影响，帮助读者理解“为什么”某些材料在特定条件下表现优异。 各类工程材料的性能分析与应用： 金属材料： 重点分析钢、铸铁、铝合金、铜合金、钛合金等常用金属材料的合金化原理、热处理工艺及其对力学性能（强度、韧性、疲劳强度、硬度等）、耐腐蚀性、耐磨性等方面的影响。我们将深入探讨不同牌号钢材在机械零件中的具体应用场景，例如轴类零件为何多选用中碳钢或合金钢，而齿轮则可能需要渗碳钢或感应淬火钢，并解释其背后的材料科学原理。对于铝合金，我们将区分铸造铝合金和变形铝合金的特点，以及它们在航空航天、汽车制造等领域的优势。 高分子材料（塑料与橡胶）： 介绍聚合物的结构、性能（如弹性、绝缘性、耐化学性、阻尼性等）与分子结构、填充剂、改性剂之间的关系。本书将详细讲解热塑性塑料（如聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚碳酸酯）和热固性塑料（如环氧树脂、酚醛树脂）的加工成型方法及其在不同设计中的适用性。橡胶部分将侧重于其高弹性和减震特性，并分析不同硫化体系和增强剂对橡胶性能的影响。 陶瓷材料： 重点介绍无机非金属陶瓷材料的特点，如高硬度、高耐磨性、高耐温性、优异的绝缘性以及脆性。我们将分析氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等先进陶瓷在高温部件、切削刀具、轴承、密封件等苛刻环境下的应用案例，并探讨其失效机制与设计注意事项。 复合材料： 深入讲解纤维增强复合材料（如碳纤维增强聚合物、玻璃纤维增强聚合物）和颗粒增强复合材料的性能优势，包括高比强度、高比刚度、设计自由度高等。本书将重点分析纤维的类型、基体材料、铺层设计以及界面结合对复合材料整体性能的影响，并给出其在航空航天、风力发电叶片、体育用品等领域的典型应用。 材料选择的系统化方法： 提供一套系统的材料选择流程，包括： 明确设计要求： 详细解读如何从零件的功能、受力情况、工作环境（温度、湿度、腐蚀介质、辐射等）、预期寿命、经济性等多个维度全面定义材料选择的约束条件。 材料性能评估与筛选： 介绍如何利用材料性能数据库，结合设计要求，对潜在的材料进行初步筛选。我们将提供实用的图表和表格，帮助读者快速对比不同材料的关键性能指标。 失效分析与安全裕度考虑： 强调理解材料的各种失效模式（如屈服、断裂、疲劳、蠕变、磨损、腐蚀等）的重要性，并讲解如何根据失效模式来确定合理的设计安全裕度。 加工工艺与成本分析： 深入分析不同材料的加工难度、可成型性、焊接性、连接性以及相关的生产成本，确保所选材料在实际生产中具有可行性和经济性。 表面处理与涂层技术： 探讨各种表面处理技术（如热处理、化学热处理、电镀、阳极氧化、喷涂等）和先进涂层（如PVD、CVD涂层）在改善材料表面性能、提高耐磨性、耐腐蚀性、硬度以及延长零件使用寿命方面的作用。 绿色设计与可持续材料： 关注材料的可持续性，介绍可回收材料、生物基材料以及环保型材料在机械设计中的应用趋势，并探讨如何通过材料选择来实现产品的生命周期效益最大化。 本书的语言风格力求清晰、严谨且富有实践指导意义，避免枯燥的技术术语堆砌。通过丰富的案例分析和工程实例，读者将能够深刻理解材料选择的挑战与乐趣，并能将所学知识融会贯通，应用于实际的机械设计工作中，从而设计出更可靠、更经济、更具创新性的机械产品。本书是工程师、设计师、技术研究人员以及相关专业学生不可或缺的参考书。

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我向来对那种试图用过于简化的语言来解释复杂工程原理的书籍持保留态度，因为机械设计中的每一个细节，都可能决定整个系统的成败。然而，手捧这本著作，我发现它完美地平衡了学术的深度与工程的实用性。它对待每一个基础元件的剖析都极其透彻，从材料的选择到制造工艺的精度要求，都有详尽的论述。特别值得称赞的是，作者在阐述动态负载和疲劳寿命预测时，引用了大量的案例分析，这些鲜活的例子让原本晦涩的概率统计在实际应用中找到了落脚点。我尤其欣赏它在介绍滑动轴承和滚动轴承那一块的对比分析，不仅展示了各自的优缺点，更重要的是，它提供了一套量化的决策流程，帮助读者在特定的工况下做出最优选择。这本书的排版也很有意思，图表清晰，几何示意图精确无误，这在讲解空间机构的运动学和动力学时尤为关键。我甚至感觉，每翻开一页，都能从字里行间嗅到机加工车间和试验台的金属气味，因为它真正做到了理论指导实践，而不是停留在纸面上的空谈。

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当我试图向一位刚入行的年轻设计师推荐书籍时，我通常会很谨慎，但对于这部作品，我愿意毫不犹豫地推崇。它的优点在于，它成功地将理论的“高深”与工程的“落地”进行了完美的对接。全书在讲解传动系统时，对于各种减速器和变速箱的内部结构演变历史都有简要的概述，这使得读者不仅知道当前的最佳实践是什么，还能理解为什么是这样演变的，这对于创新设计至关重要。更让我赞叹的是，作者在讨论振动和噪声控制时，所采用的分析工具和图解，简洁到足以让初学者快速掌握关键点，但其背后的理论支撑又足够复杂，能满足高级工程师的深入研究需求。这本书的行文风格是内敛而自信的，它不刻意拔高，也不贬低任何一种设计选择，而是基于物理规律和长期实践数据，给出最客观的评价。对于任何一位希望从“会画图”提升到“懂设计”的人来说，这本著作提供的思维高度是难以替代的。

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这部厚重的工具书，从我翻开第一页起，就给我一种扑面而来的严谨感。它的装帧厚实，纸张质量上乘，显然是为工程师和设计专业人士量身打造的。我原本以为它会是一本枯燥的公式堆砌，但深入阅读后发现，它在阐述核心概念时，那种清晰的逻辑和层层递进的讲解方式，实在令人印象深刻。比如，在讨论齿轮设计那一章，作者不仅仅罗列了各种失效模式的计算公式，更是花了大量的篇幅去解释这些公式背后的物理意义和实际工程中的考量，这种深度结合实践的叙述风格，让那些抽象的力学原理变得鲜活起来。它不是那种只告诉你“怎么做”的书，而是深入探讨“为什么这么做”的典范。对于正在进行复杂机械系统设计的工程师来说，这本书无疑是一本可以随时翻阅的宝典，它提供的不仅仅是知识，更是一种解决问题的系统性思维框架。尽管内容详实到令人惊叹，但目录和索引的设计也极为考究，使得在需要快速查找特定元件参数时，也能做到心中有数，绝不至于在知识的海洋中迷失方向。总而言之，这本书的专业性和实用性是毋庸置疑的，是工程图书馆中不可或缺的一份重量级文献。

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说实话，我一开始是被这本书的封面设计吸引的，那种简洁而富有力量感的图形语言，预示着内容的干练。阅读过程就像是进行一场精密的手术，每一个步骤都必须精准无误。本书在结构设计哲学上的探讨，对我触动最大。它没有过多纠缠于初级设计阶段的简单绘图技巧，而是将重点放在了如何通过合理布局和结构优化，来提升整体系统的可靠性和可维护性上。例如，关于如何处理热胀冷缩引起的应力集中问题，书中提供了一套基于有限元思想的简化分析方法，非常适合现场工程师快速评估设计方案的潜在风险。此外，对连接件，尤其是螺栓预紧力和连接强度的讨论，其详尽程度达到了前所未有的高度，甚至细致到不同扭矩扳手校准误差对最终结果的影响。这本书的价值在于，它不仅传授了“如何设计”，更重要的是，它培养了一种对机械可靠性近乎偏执的关注，这在追求极致性能的现代工业领域是至关重要的品质。它不是速成指南，而是一部需要时间去沉淀和体会的经典。

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这本书的知识体系构建得极其宏大且严密，它仿佛是一部机械领域的百科全书，但其组织逻辑又远非简单的知识罗列。作者的叙事风格非常具有引导性，总能将看似孤立的各个机械元件，巧妙地串联到一个完整的机械系统中去考察。我个人对其中关于流体动力学在密封技术应用的那部分内容印象深刻，它并没有将这部分内容束之高阁，而是将其无缝地融入到对各种动态密封圈和填料函的介绍之中，使得读者能够清晰地理解流体行为如何直接影响密封性能和寿命。而且，这本书的更新迭代似乎考虑到了工业标准的变化，引用的规范和公差带描述都紧跟最新的国际标准，这对于需要进行国际贸易和合作的设计师来说，是极大的便利。阅读它时，我常常需要停下来，结合我正在进行的项目图纸进行对照，然后发现以往一些自认为已经处理妥当的细节，在书中的严苛标准下显得仍有提升空间。这是一种持续的自我审视和精进的过程，而不是一次性的知识吸收。

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