微机电系统力学

微机电系统力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:高世桥,刘海鹏
出品人:
页数:249
译者:
出版时间:2008-4
价格:28.00元
装帧:
isbn号码:9787118055665
丛书系列:
图书标签:
  • 材料学
  • 微机电系统
  • MEMS
  • 力学
  • 微纳技术
  • 传感器
  • 执行器
  • 建模
  • 仿真
  • 材料力学
  • 结构力学
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具体描述

《微机电系统力学》力图由浅入深,从物理基本力出发,按一定的章节次序,深入浅出地逐一介绍、阐述并讨论微机电系统中各种微观力的基本作用规律。微机电系统(MEMS)技术的发展突飞猛进,涵盖的领域日渐宽广,市场前景及对国民经济的影响日益广阔,人们对其原理、特性及规律的研究和认识也日趋深入。微机电系统的特征尺寸在微纳米范围,尺度上存在特殊性。但它并不是宏观机电系统的简单缩小,更不是微电子技术的简单外延。在微纳米尺度范围内,微结构的力学行为并不完全相似于宏观的结构,微机械的运动也并不完全相似于宏观的机械。材料本身的特性在微纳米尺度下也出现了新的值得探索的状况和问题。事实上,微机电系统技术的难度核心主要不是表现在微电子方面,而是表现在微机械或微结构方面,表现在微机械(或微结构)与微电子的有机结合方面。微机械的运动、微结构的变形、电子与机械的能量转换、微系统的智能控制等都是微机电系统的技术核心。而微机械的运动、微结构的变形、机械与电子的能量转换、微系统的智能控制等却更多地依赖于所处的力学环境。从力学的角度看,微纳米尺度下的力学环境相对于宏观尺度已发生了很大的变化。任何在宏观系统中认为微不足道的因素都有可能成为微机电系统中的重要因素。因此,就当前的科技发展水平,系统地阐述微纳米尺度下的力学特性、力学行为和力学规律是很必要的。

好的,这是一份关于《微机电系统力学》之外的、详细的图书简介,专注于其他科学或工程领域的内容,力求详实而自然。 --- 《先进复合材料结构设计与分析》 作者: [虚构作者姓名,例如:张华、李明] 出版社: [虚构出版社名称,例如:工程科技出版社] 页数: 约 850 页 定价: [虚构价格,例如:¥188.00] 图书内容概述: 本书系统性地探讨了先进复合材料在现代工程结构设计与分析中的理论基础、材料特性、制造工艺及其复杂的力学行为。本书旨在为航空航天、土木工程、汽车工业以及高端装备制造领域的工程师、研究人员和高年级本科生提供一套全面而深入的技术参考与学习指南。 复合材料,尤其是碳纤维增强聚合物(CFRP)和玻璃纤维增强聚合物(GFRP),因其高比强度、高比模量、出色的抗疲劳性能和优异的耐腐蚀性,已成为替代传统金属材料的关键途径。然而,其固有的各向异性、层合结构的复杂性以及失效模式的多样性,对传统的连续介质力学和结构分析方法提出了严峻的挑战。本书正是针对这些挑战,构建了一套完整的知识体系。 --- 第一部分:复合材料基础理论与本构关系 (约 250 页) 本部分首先回顾了材料科学的基础,重点聚焦于纤维、基体及界面在微观尺度上的相互作用。 1.1 纤维增强复合材料的微观结构与界面科学: 详细阐述了不同类型纤维(碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等)的微观结构特征,及其与聚合物基体(环氧树脂、聚酰亚胺等)的界面粘合机制。讨论了界面区存在的缺陷(孔隙、脱粘)如何影响宏观力学性能。 1.2 单层板的力学分析: 这是全书的基石。深入推导了正交各向异性材料的应力-应变关系(广义胡克定律),包括弹性常数($E_1, E_2, E_3, G_{12}, G_{23}, G_{13}, u_{12}, u_{23}, u_{13}$)的确定方法,如实验测量和半经验模型。重点分析了在不同材料坐标系和结构坐标系之间的转换(欧拉角和方向余弦矩阵的应用)。 1.3 层合板的宏观力学模型: 全面介绍 经典层合板理论 (CLT),推导了从应变到应力关系的 $[A], [B], [D]$ 刚度矩阵。详细分析了轴向拉伸、剪切、弯曲和扭转载荷下,对称/非对称、知乎/非知乎层合板的内力和变形响应。此外,本书也引入了更高级的一阶剪切变形理论 (FSDT),用以精确捕捉厚板结构中的剪切应变效应。 --- 第二部分:结构分析与失效模式 (约 300 页) 本部分将理论力学与实际结构问题相结合,探讨复合材料结构在复杂载荷下的行为。 2.1 面内与面外失稳分析: 针对板壳结构,本书推导了复合材料平板和曲板的屈曲方程。特别关注了剪切载荷下层合板的网格屈曲(Wrinkling)现象,并提出了基于能量法的临界屈曲载荷预测模型。对于三维结构,应用有限元方法模拟了受压杆件的整体失稳。 2.2 疲劳与损伤容限分析: 复合材料的疲劳特性远比金属复杂,本书深入剖析了分层 (Delamination) 这一主要疲劳损伤模式。详细介绍了基于能量释放率的断裂力学方法 (FEM),包括 Mode I, Mode II 和混合模式下的层间性能评估。同时,探讨了在循环载荷下,孔隙、微裂纹等内部损伤的累积过程及其对剩余寿命的预测。 2.3 冲击响应与穿透动力学: 针对航空器防护和汽车碰撞安全,分析了高速冲击对复合材料层合板的影响。使用冲击动力学模型(如接触刚度模型、弹塑性模型)来模拟冲击体的侵入深度和能量吸收机制。讨论了如何通过优化铺层设计来提高结构的抗冲击韧性。 --- 第三部分:制造工艺与结构优化 (约 200 页) 本书强调了制造工艺对最终结构性能的决定性影响。 3.1 关键制造技术与缺陷控制: 详述了自动铺放 (AFP)、纤维缠绕、预浸料热压罐固化等主流工艺流程。着重分析了这些工艺过程中产生的典型缺陷(如纤维体积含量偏差、树脂富集、孔隙率)是如何映射到本构关系中的,并提供了缺陷对结构刚度和强度的量化影响模型。 3.2 优化设计方法: 引入拓扑优化和形貌优化的概念,指导工程师如何在给定的重量或体积约束下,最优地布置纤维方向和层数。探讨了多目标优化算法(如遗传算法、粒子群优化)在设计具有高刚度和高抗冲击性的复合材料结构中的应用。 3.3 损伤检测与无损评估 (NDT): 介绍了超声波C扫描、红外热像、声发射技术在复合材料结构健康监测中的应用。重点分析了如何利用这些技术识别和量化损伤的类型、位置和严重程度,为在役结构的寿命评估提供数据支撑。 --- 附录: 附录部分提供了大量实用的工程数据表格,包括常用纤维和基体的性能参数、层合板刚度矩阵的计算程序示例(基于MATLAB/Python),以及国际标准(如ASTM D3039, SACMA SRM 1-90)的引用摘要。 --- 本书特色: 理论深度与工程实践紧密结合: 不仅阐述了从微观到宏观的力学原理,更提供了指导实际结构设计与分析的工具和方法。 覆盖先进失效机制: 专门辟章深入探讨层间剪切、屈曲和疲劳等复合材料特有的失效问题。 强调制造与性能的关联性: 突出了工艺控制在确保结构性能稳定性和可靠性中的核心地位。 本书是结构工程、材料科学、机械工程及航空航天工程等领域专业人士的必备参考书。

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用户评价

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《微机电系统力学》这本书,光是书名就充满了吸引力。我一直对MEMS技术充满兴趣,总觉得那些微小的、集成在芯片上的机械装置,充满了神秘感。而这本书,似乎正是要揭示这种神秘感背后的科学原理——力学。我期待这本书能深入浅出地介绍MEMS器件中的力学行为。例如,微小的梁、膜、弹簧等结构在受力时会如何变形?这些形变是如何被用来实现传感和驱动功能的?我特别想知道,在微观尺度下,材料的力学性能是否会发生变化?表面效应、体积效应等是否会起到关键作用?书中是否会提供详细的数学模型和分析方法,来帮助读者理解MEMS器件的应力、应变、阻尼、振动等特性?我希望这本书能够让我从一个“旁观者”变成一个“参与者”,能够理解MEMS器件的设计原理,甚至能够初步分析和设计简单的MEMS结构。

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这本书的书名,《微机电系统力学》,直接点燃了我对MEMS技术深层次探索的渴望。我一直对MEMS器件的精巧设计和精密运作感到惊叹,但总觉得隔着一层看不见的“力学壁垒”。这本书,似乎就是要为我打通这层壁垒。我迫切地想了解,当我们将宏观的力学原理应用到微观尺度时,会发生哪些奇妙的变化?例如,表面效应在微观世界中的重要性是否会压倒体积效应,从而影响材料的力学性能?书中是否会详细阐述微梁、微膜、微悬臂梁等基本MEMS结构单元的力学建模与分析,包括应力、应变、屈曲、振动等?我非常好奇,这本书是如何将这些抽象的力学概念,与实际的MEMS器件设计和制造过程联系起来的。是否会有具体的案例分析,展示如何通过力学原理来优化MEMS器件的性能,提高其灵敏度、分辨率和可靠性?我期待这本书能够带我深入理解MEMS器件的“心脏”——那些微小的、在力学作用下精确运动的部件。

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刚拿到《微机电系统力学》这本书,我就被它沉甸甸的质感和严谨的排版所吸引。我一直对MEMS技术充满兴趣,但对其背后的力学原理却知之甚少。这本书的名字恰如其分地概括了它的核心内容,它似乎要带领我们深入到微观世界的“幕后”,去探究那些决定MEMS器件性能的关键要素。我脑海中浮现出无数的问号:微小的MEMS器件,在面对微观的应力、应变时,是否会展现出与宏观世界截然不同的力学行为?例如,表面效应和体积效应在微观尺度下是否变得尤为显著,从而影响材料的强度和弹性模量?我期待书中能够详细介绍微结构(如微梁、微悬臂梁、微齿轮等)的力学模型建立,以及如何通过有限元分析等数值方法来模拟和预测它们的响应。特别是,对于MEMS器件的动态行为,比如振动、阻尼、共振等,书中是否会有深入的阐述,以及如何利用这些力学特性来实现传感或驱动功能?我更希望能看到,书中是如何将抽象的力学理论与具体的MEMS器件设计紧密联系起来,从而指导我们进行更高效、更可靠的MEMS设计。

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《微机电系统力学》这本书,光是名字就带着一种严谨而深奥的气息。我一直觉得,MEMS技术之所以能够如此神奇地将微小的世界变为我们触手可及的工具,背后一定有着扎实的力学基础。这本书承诺将我们带入那个微观的力学世界,去探索那些肉眼看不见的、却又决定着器件生死的运动规律。我渴望在书中看到对微观结构如何响应各种外界激励的深入剖析,例如,当一个微小的传感器感受到压力时,它的薄膜会发生怎样的形变?当一个微执行器需要精确地移动时,它的驱动机构又遵循怎样的力学原理?我期待书中能够详细阐述微观尺度下的应力分析,包括应力集中、应力梯度等概念在MEMS设计中的重要性。也许,书中还会涉及一些更复杂的力学问题,比如微流体驱动、声学振动在微器件中的应用,以及微器件的疲劳、断裂等可靠性问题,这些都是我在宏观世界里不常遇到的挑战。这本书,我期望它能成为我理解MEMS器件设计和制造背后深层逻辑的钥匙。

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这本书的封面设计就足够吸引我了。深邃的蓝色背景,上面点缀着精巧的、仿佛由光线勾勒出的微小机械结构,让人一眼就能感受到其科技感和精密性。在拿到《微机电系统力学》这本书之前,我对MEMS的了解仅限于一些科普文章里零星的介绍,知道它在传感器、微执行器等领域有着广泛的应用。然而,这本书的出现,就像打开了一扇通往更深层世界的大门。我一直对物理世界的微观运作充满好奇,特别是当我们将宏观的力学原理应用到如此微小的尺度时,会发生怎样奇妙的变化?这本书的名字本身就激发了我探索的欲望,它承诺将抽象的力学概念与具象的微机电设备巧妙地结合起来,这对于像我这样既想了解原理又想看到实际应用的读者来说,无疑是一份极具吸引力的礼物。我脑海中浮现出无数的疑问:微小的器件会因为表面效应而表现出与宏观物体截然不同的力学行为吗?引力在微观尺度上的作用是否可以忽略不计,而表面张力、静电力等却变得尤为重要?这些微小的结构是如何被制造出来的?它们在实际工作过程中会承受怎样的应力、应变?这本书会不会深入浅出地解答这些我萦绕心头已久的问题?我期待它能用严谨的科学语言,辅以生动形象的图示,带领我一点点揭开MEMS力学的神秘面纱。

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《微机电系统力学》这本书,光是从书名就能感受到它扑面而来的硬核科技感。我一直对MEMS(微机电系统)技术充满好奇,总觉得那些集成在芯片上的微小机械,仿佛是科学魔法的产物。而这本书,则承诺要揭开这层魔法的面纱,让我们看到其背后严谨的科学逻辑——力学。我特别想知道,在微观尺度下,我们熟悉的牛顿力学定律会发生哪些有趣的变化?比如,惯性力、阻力、表面张力、静电力等在MEMS器件中各自扮演着怎样的角色?书中是否会详细介绍微梁、微悬臂梁、微齿轮等基本MEMS结构单元的力学建模和分析方法?我期待它能够深入讲解微观应力、应变、弯曲、扭转、振动等概念,并展示如何通过这些力学原理来设计出能够实现特定功能的MEMS器件,例如高灵敏度的传感器、精确的微执行器,甚至是微型机器人。这本书,我希望它能带领我进入一个全新的认知维度,让我从“为什么MEMS能工作”的困惑,走向“MEMS是如何工作的”的理解。

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拿到《微机电系统力学》这本书,我第一眼就被它的厚度和精装封面所吸引。这显然不是一本轻松的入门读物,而是一本沉甸甸的、凝聚着作者心血的学术专著。我一直认为,理解一个前沿技术,必须深入其最基础的理论支撑。《微机电系统力学》这个书名,恰恰点出了MEMS技术的核心——力学。很多时候,我们在新闻或者技术介绍中看到的MEMS器件,比如加速度计、陀螺仪,只是看到了它们的应用场景,却不了解它们是如何做到感知运动的。我猜想,这本书一定会在宏观力学的基础上,深入讲解如何在微观尺度下分析和预测这些器件的力学性能。我想知道,书中是否会详细阐述微观尺度下的材料力学特性,比如薄膜的应力、弹塑性行为,以及微细梁、微悬臂梁等结构的应力集中、弯曲、扭转等力学分析方法。我非常期待看到书中对各种载荷条件下的微结构响应的详细推导,例如静载荷、动载荷、冲击载荷,以及热载荷对微结构的影响。甚至,我猜测书中还会涉及到一些更复杂的力学现象,比如压电效应、热粘弹性效应在微观结构中的体现,这些都将是理解MEMS器件工作原理的关键。

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《微机电系统力学》这本书,光看书名就透着一股严谨和专业。我之前对MEMS技术有过一些零散的了解,知道它在传感器、微执行器等领域有着广泛应用,但总觉得缺乏一个清晰的力学视角来理解其工作原理。这本书,似乎正是要填补我在这方面的知识空白。我迫切想知道,在微观尺度下,那些宏观力学定律是如何被巧妙地应用的?比如,一块微小的金属梁在受到外力时,它的应力和应变是如何分布的?书中是否会介绍经典的力学模型,例如梁的弯曲理论、薄膜的应力分析等,并将其应用于MEMS器件的设计?我特别期待看到书中对MEMS器件动态行为的分析,比如微振动、共振、阻尼等,这些都是理解MEMS器件如何实现传感和驱动功能的核心。此外,我也想了解,在微观尺度下,材料的力学性能是否会发生显著变化,例如表面效应、体积效应是否会影响材料的强度和弹性?这本书,我期待它能为我打开一扇通往MEMS力学世界的大门。

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我一直对MEMS技术在现代科技中的重要作用深感着迷,但对其背后的支撑原理,特别是力学方面的知识,总觉得有些模糊。这本书,《微机电系统力学》,恰恰满足了我对这方面深入了解的强烈愿望。我猜测,这本书不会仅仅停留在对MEMS器件的宏观介绍,而是会深入到微观世界,探讨那些决定器件性能的力学基础。我期待书中能够详细讲解,当材料尺寸缩小到微米甚至纳米级别时,其力学行为会发生哪些与宏观尺度不同的变化?例如,表面张力、静电力、范德华力等微观力的作用是否会变得更加显著?我非常想了解,书中是否会介绍微梁、微悬臂梁、微齿轮等基本MEMS结构单元的应力分析、应变分析、弯曲分析、振动分析等内容,以及这些分析如何指导MEMS器件的设计?我甚至猜测,书中还会涉及一些更前沿的力学议题,比如微尺度下的材料断裂力学、疲劳分析,以及如何通过力学设计来提升MEMS器件的可靠性和寿命。

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翻开《微机电系统力学》这本书,一股浓厚的学术氛围扑面而来。它不同于市面上那些泛泛而谈的技术科普读物,而是直指MEMS技术最核心的物理原理——力学。我一直对MEMS器件的精准性和可靠性感到好奇,特别是当这些微小的“机器”需要承受各种外界干扰和内部应力时,它们是如何保持稳定工作的?这本书的名字精准地概括了它的核心内容:将宏观的力学理论,通过一系列精妙的数学模型和分析方法,应用于微纳尺度下的机械系统。我迫切想知道,书中是否会详细介绍微机电系统的基本构件,例如微梁、微膜、微齿轮、微弹簧等,以及它们在不同工况下的受力分析。特别是,我对微观尺度下的材料力学特性变化非常感兴趣,例如表面效应、体积效应、量子效应等是否会对MEMS器件的力学性能产生显著影响?书中是否会给出具体的计算方法和案例,来解析这些影响?我期待书中能够深入讲解微观应力、应变、弯曲、扭转、振动等基本力学行为,以及如何通过力学设计来优化MEMS器件的性能。

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