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页数:431

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出版时间:2009-8

价格:45.00元

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isbn号码:9787030227027

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• 计算力学5
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《工程材料科学基础与应用》 内容简介 本书旨在为工程领域的学习者和从业人员提供一套全面且深入的工程材料科学基础理论与前沿应用知识体系。它超越了传统材料学教材的范畴，将微观结构、性能、加工工艺与宏观应用需求紧密结合，旨在培养读者从材料本征属性出发，解决复杂工程问题的能力。 本书结构严谨，逻辑清晰，共分为五个主要部分，涵盖了材料科学的核心领域： --- 第一部分：材料科学基础与本征行为 (Fundamentals and Intrinsic Behavior) 本部分致力于构建扎实的材料科学理论基础，重点阐述材料的微观结构如何决定其宏观性能。 第一章：原子结构与晶体学基础 详细介绍元素周期表中金属、陶瓷和聚合物的电子结构特点。深入探讨晶体结构，包括晶胞、密堆积、晶面指数（Miller Indices）和晶向指数的确定方法。着重分析晶体结构如何影响材料的密度、对称性和初始的机械响应。 第二章：晶体缺陷与微观结构演化 系统阐述点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、堆垛层错）的类型、形成机制及其对材料塑性变形、导电性和扩散过程的影响。详细分析晶粒尺寸、晶界能和晶界扩散在材料性能中的关键作用。引入活化能理论，解释扩散在热力学驱动下的过程。 第三章：热力学与相图原理 以铁动力学和相图理论为核心，解释材料体系的相平衡条件。深入剖析单组元和双组元相图（如Fe-C系、Cu-Ni系），讲解杠杆定律的应用、固溶体形成条件和非平衡冷却过程（如共晶、共析反应）的微观组织演变。强调相变驱动力和势能面的概念。 第四章：动力学与微观组织控制 探讨相变动力学，包括形核理论（如经典成核理论）和长大机制。重点分析退火、淬火、时效处理等热处理工艺如何精确调控材料的微观组织，进而实现性能的优化。引入时间-温度-转化率（T-T-T）图和冷却转化率（C-C-T）图在工艺设计中的应用。 --- 第二部分：机械性能与本构关系 (Mechanical Properties and Constitutive Relations) 本部分聚焦于材料在受力状态下的响应，侧重于定量分析和先进的力学行为描述。 第五章：弹性、粘弹性与粘塑性 详细论述胡克定律在各向异性材料中的推广（广义胡克定律）。深入讲解粘弹性材料的Maxwell模型、Voigt模型及其组合模型，分析蠕变和应力松弛现象。在粘塑性方面，侧重于描述金属和高分子材料的应变硬化规律，介绍Back-Norton模型和Johnson-Cook模型等本构关系。 第六章：断裂力学基础 系统介绍经典韧性断裂力学（Griffith理论、Irwin模型）和疲劳断裂理论（Paris-Erdogan定律）。重点阐述应力强度因子（K）、裂纹尖端张量场和弹塑性断裂（J积分）的概念。讨论断裂韧性（KIC）的测试方法及其对结构可靠性的指导意义。 第七章：材料的失效模式与寿命评估 区分韧性断裂、脆性断裂、疲劳、蠕变和环境辅助开裂（如应力腐蚀开裂SCC）。针对不同服役环境，介绍疲劳寿命预测的应力控制法和应变控制法，并引入概率性疲劳寿命评估方法（如Weibull分布）。 --- 第三部分：功能材料与电磁行为 (Functional Materials and Electromagnetic Behavior) 本部分扩展了材料学的范畴，深入探讨具有特定电、磁、光、热响应的材料。 第八章：电学与介电材料 阐述导体、半导体和绝缘体的能带理论及其电导率机制。深入分析介电常数、介电损耗和击穿强度。详细介绍铁电材料、压电材料的工作原理及其在传感器和执行器中的应用。 第九章：磁性材料与应用 分类介绍抗磁、顺磁、铁磁和反铁磁材料。深入探讨磁畴理论、磁滞回线（矫顽力、剩磁、饱和磁化强度）的物理意义。重点分析永磁材料（NdFeB, 铁氧体）和软磁材料（坡莫合金）的设计原理及其在电机和存储设备中的优化。 第十章：热学与光热响应材料 讨论材料的比热容、热导率和热膨胀系数。重点介绍热电材料（塞贝克效应、帕尔贴效应）的性能参数（ZT值）和优化策略。同时，分析智能热响应材料（如形状记忆合金、热致变色材料）的机制。 --- 第四部分：先进加工工艺与组织调控 (Advanced Processing and Microstructure Control) 本部分将材料科学与制造工程相结合，关注如何通过工艺手段实现材料性能的定制化。 第十一章：固态与液态加工技术 详细分析金属的轧制、锻造和挤压过程，阐述这些塑性变形对晶粒结构和残余应力的影响。在铸造方面，重点讨论凝固过程中的溶质偏析、枝晶生长和孔隙形成控制，以及快速凝固技术（如雾化法）。 第十二章：粉末冶金与增材制造 系统介绍粉末的制备、成型（压制、烧结）过程。烧结过程中的致密化机制和晶界迁移被深入解析。重点阐述增材制造（如SLM, EBM）中“逐层凝固”的特殊热历史对材料微观组织和残余应力场的独特影响。 第十三章：表面工程与涂层技术 探讨如何通过热处理、化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）和离子注入技术来改性材料表面。重点分析渗碳、渗氮等热化学扩散过程，以及涂层与基体之间的界面粘附力、应力匹配及其对耐磨损、耐腐蚀性能的提升。 --- 第五部分：材料的服役环境与可持续性 (Service Environment and Sustainability) 本部分关注材料在实际苛刻环境下的长期行为以及面向未来的材料需求。 第十四章：腐蚀与防护 深入分析电化学腐蚀的机理，包括阳极反应和阴极反应。详细讨论点蚀、缝隙腐蚀和氢脆现象。介绍物理屏障保护（涂层）、电化学保护（牺牲阳极、外加电流）和材料本身的抗腐蚀设计（如不锈钢的钝化机制）。 第十五章：高分子与复合材料 系统介绍聚合物的分子链结构、结晶度、玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）。重点分析纤维增强复合材料（如碳纤维/环氧树脂）的力学性能预测（如混合律），以及界面结合的优化。 第十六章：生物医用材料与能源材料前沿 简要介绍组织相容性、生物降解性材料的开发。在能源领域，本书聚焦于锂离子电池正负极材料的结构设计、固态电解质的离子电导机制，以及燃料电池膜材料的要求。 --- 本书配有大量的工程实例、习题和“案例分析”模块，旨在促进理论知识与工程实践的深度融合。它不仅是材料专业学生的基础教材，也是机械、航空航天、电子信息等领域工程师提升材料设计与失效分析能力的必备参考书。 目标读者： 材料科学与工程专业本科高年级学生、研究生，以及从事产品研发、质量控制和结构分析的工程技术人员。

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说实话，我当初买这本书纯粹是抱着“随便看看”的心态，因为我本身并非力学专业背景，我对“结构力学”这几个字的第一印象就是“难懂”。然而，这本书却给了我一个大大的惊喜。作者的文字表达能力非常出色，即使是涉及到一些非常专业的概念，也能够用通俗易懂的语言进行解释，甚至穿插一些幽默的小段子，让阅读过程不至于过于枯燥。我尤其喜欢书中对一些经典力学难题的“解构”分析，比如著名的“悬臂梁”问题，作者不仅详细讲解了其数学模型，还从历史发展的角度，介绍了不同时期科学家们是如何一步步攻克这些难题的，这让我觉得这些公式和理论背后，蕴含着人类智慧的结晶。此外，书中还对不同计算方法的优缺点进行了比较分析，并给出了选择建议，这对于我这种希望了解全局的人来说，非常有帮助。它并没有要求我必须精通所有算法，而是让我理解它们是如何协同工作的。这本书让我明白，结构力学并非遥不可及，而是与我们生活息息相关的科学。

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我是一个资深的工程师，从业多年，在实际工作中也接触过不少结构分析的软件和流程。最近在考虑提升自己的专业技能，想对计算结构力学有更深入的理解，于是就入手了这本《计算结构力学》。拿到书后，我先浏览了一下目录和章节安排，发现这本书的结构非常清晰，从基础理论到高级应用，层层递进，逻辑性很强。我特别关注了书中关于“网格划分”和“边界条件”的章节，这是有限元分析中至关重要的两个环节，书中对这两个概念的阐述既严谨又不失实用性，给出了一些非常实用的建议和技巧，是我在以往的实践中很少能接触到的。而且，书中对各种数值算法的介绍，都配有清晰的图示和详细的推导过程，虽然我早已熟悉这些算法，但通过阅读这本书，我还是对其中的一些细节有了新的认识和启发。它让我意识到，即便是熟悉的领域，也总有可以深入挖掘的空间。这本书的专业性和深度，对于我这样的在职工程师来说，无疑是一本非常有价值的参考书。

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作为一名对工程技术充满好奇心的普通读者，我一直对那些能够支撑起宏伟建筑和复杂机械的“看不见的力量”感到着迷。这本书，正如它的书名一样，将“计算”和“结构力学”这两个看似艰深的词语，用一种我能够理解的方式呈现出来。我被书中描绘的各种结构受力情景深深吸引，比如风吹拂下的高层建筑会如何摇摆，车辆行驶在桥梁上时桥面会承受多大的压力，甚至一个微小的零件在极端环境下会如何变形。书本通过精美的插图和深入浅出的文字，将这些复杂的物理现象变得生动起来。我特别喜欢其中对“稳定性”和“破坏机理”的分析，它让我看到了工程设计中严谨与审慎的重要性。这本书让我对工程师们的工作有了更深的敬意，也让我对我们周围的物理世界有了更清晰的认识。我或许无法完全理解其中的所有数学公式，但它已经成功地在我心中播下了对结构力学的好奇种子，并让我开始思考，那些我们习以为常的宏伟工程，背后究竟蕴含着怎样的智慧与科学。

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我是一个在校的工程专业学生，最近正在为我的有限元分析课程而苦恼。市面上的教材很多，但大多过于理论化，要么就是直接抛出大量公式，让我难以理解其背后的物理意义。直到我偶然发现了这本《计算结构力学》，我感觉我终于找到了救星。这本书的写作风格非常独特，它没有一开始就轰炸式的数学推导，而是从一些非常基础的力学概念入手，循序渐进地引导读者进入更复杂的计算模型。我印象最深刻的是，作者在讲解“单元”和“节点”的概念时，运用了一个非常贴切的类比，就像拼图一样，将一个复杂的结构分解成无数个小单元，然后通过节点将它们连接起来，再用计算机进行模拟。这种由浅入深的讲解方式，让我茅塞顿开。而且，书中还提供了大量的算例，并且这些算例都是来源于实际工程问题，这对于我们这些希望学以致用的人来说，简直太有价值了。我尝试着跟着书中的步骤，用自己的电脑进行了一些简单的模拟，虽然过程中遇到了一些小挫折，但书中的提示和解释都非常到位，最终我都一一克服了。这本书让我深刻体会到，计算结构力学不仅仅是一门学科，更是一种解决工程问题的强大工具。

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这本书的封面设计很有意思，不是那种枯燥的技术类书籍惯用的直线和方块，而是用了一种抽象的、富有张力的线条勾勒出一种结构的动态感。我一开始是被这个设计吸引的，然后才注意到书名“计算结构力学”。老实说，我之前对结构力学这个领域了解不多，只停留在高中物理课本上那种简单的受力分析，但“计算”两个字让我联想到了计算机模拟和现代工程的精密性，感觉这本书可能会打开一个新世界的大门。我翻开了几页，看到了那些复杂的公式和图表，虽然瞬间有点眼晕，但文字部分的解释似乎还算清晰，没有直接把我劝退。我特别关注了书中关于某个大型桥梁案例的介绍，作者用了一个非常形象的比喻来解释加载过程中的应力分布，让我这个门外汉都能隐约抓住一些核心概念。尽管我还没有完全读懂里面的数学推导，但仅仅是这种将理论与实际工程相结合的叙述方式，就足以让我对它充满了期待。我猜这本书不仅会讲解理论，还会带我领略结构力学在现实世界中的种种应用，比如建筑、桥梁，甚至是一些我意想不到的领域，比如航空航天或者生物力学。这种跨领域的联想，让这本书在我心中瞬间变得更加生动和立体，不再只是冷冰冰的公式堆砌。

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写的还不错

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最后的编码也太烧纸和钱了吧，总得感觉这门课有点浪费生命，那几个小程序真没必要用一本书来阐述。

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最后的编码也太烧纸和钱了吧，总得感觉这门课有点浪费生命，那几个小程序真没必要用一本书来阐述。

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写的还不错