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出版者:

作者:Pytel, Andrew

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:2009-3

价格:$ 265.49

装帧:

isbn号码:9780495244691

丛书系列:

图书标签:

• 工程力学
• 力学
• 工程
• 物理学
• 大学教材
• 高等教育
• 静力学
• 动力学
• 材料力学
• 结构力学

好的，以下是一本名为《工程材料基础与应用》的图书的详细简介，该书内容完全不涉及《工程力学》的相关主题。 --- 工程材料基础与应用 内容概述 《工程材料基础与应用》旨在为读者提供一个全面、深入且前沿的工程材料科学与工程领域的知识体系。本书侧重于材料的微观结构、性能、加工工艺以及它们在现代工程设计与制造中的实际应用。全书结构严谨，内容覆盖了从经典金属材料到先进高分子和复合材料的广阔领域，强调材料的性能-结构-加工之间的内在联系。 本书不仅关注材料的基础理论，更注重培养读者运用材料知识解决实际工程问题的能力，是材料科学、机械工程、航空航天、土木工程及相关专业学生和工程师不可或缺的参考书。 详细章节结构与内容分布 本书共分为七大部分，共二十章，力求覆盖材料科学的核心内容： 第一部分：材料科学基础（第1-3章） 第1章：材料科学导论与分类 本章首先界定了材料科学与工程的范畴，阐述了材料在现代社会中的关键地位。详细介绍了工程材料的四大主要类别：金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料，并概述了每类材料的典型应用场景和基本特点。着重讨论了材料性能的分类（机械、热学、电学、光学、化学性能）及其对工程设计的影响。引入了材料的原子结构和晶体结构对宏观性能的决定性作用。 第2章：晶体结构与缺陷 深入探讨了金属材料的晶体结构，重点分析了体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和密排六方（HCP）结构的几何特征、晶格常数和密排方向。本章的核心在于系统性地介绍晶体缺陷的理论：点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、堆垛层错）。详细阐述了位错的类型（刃型、螺型、混合型）及其在材料塑性变形中的运动机制（滑移与攀移），为后续的强度理论奠定基础。 第3章：粘合、扩散与相变动力学 本章从微观尺度阐述了原子间的结合力——离子键、共价键、金属键和范德华力，解释了这些键合类型如何决定材料的本征特性。详细介绍了固态扩散的基本定律，包括菲克第一和第二定律，并讨论了温度、晶界和扩散激活能对扩散速率的影响。相变动力学部分引入了形核理论（均匀形核与非均匀形核）和长大理论，为理解热处理过程提供了理论框架。 第二部分：金属材料（第4-7章） 第4章：铁碳合金与钢的基础 这是关于工程中最重要材料的专题章节。详细分析了Fe-C二元相图，重点讲解了奥氏体、铁素体、渗碳体和波来体、珠光体的形成过程。阐述了铸铁（灰口、白口、球墨铸铁）和钢（低碳钢、中碳钢、高碳钢）的组织结构与性能差异。 第5章：钢的热处理工艺 系统介绍金属材料热处理的四大基本工艺：退火（完全退火、球化退火、去应力退火）、正火、淬火和回火。详细解释了淬火过程中马氏体的形成机制，强调了冷却速度和临界冷却速率的概念。深入分析了回火过程（低温、中温、高温回火）对组织和性能的再调整作用，以及残余应力的消除。 第6章：有色金属及其合金 重点介绍铝合金、铜合金、钛合金和镁合金的结构特点和主要应用。深入分析了硬化机制，特别是铝合金中时效析出（过饱和固溶体的分解）在提高强度中的作用。讨论了这些合金在航空航天和轻量化结构中的优势。 第7章：金属的机械性能测试与表征 详细介绍了常规的机械性能测试方法，包括拉伸试验（应力-应变曲线、屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率）、硬度测试（布氏、洛氏、维氏）、冲击韧性测试（夏比冲击试验）和疲劳性能测试（S-N曲线）。强调了材料的韧性-脆性转变温度对安全设计的重要性。 第三部分：陶瓷材料（第8-9章） 第8章：传统陶瓷与玻璃 阐述了氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）和非氧化物陶瓷（如碳化硅、氮化硅）的晶体结构、化学键合特点及其导致的优异耐高温、耐磨损和电绝缘性能。详细分析了玻璃的无定形结构、玻璃化转变点（Tg）以及玻璃的制造工艺。 第9章：先进陶瓷与结构应用 聚焦于高性能工程陶瓷，如结构陶瓷和功能陶瓷。讨论了先进陶瓷的增韧技术（如相变增韧、纤维增韧），以克服传统陶瓷固有的脆性问题。介绍陶瓷在耐火材料、生物医学植入物和先进涂层中的应用实例。 第四部分：高分子材料（第10-12章） 第10章：高分子结构与基本概念 介绍聚合物的分子结构，包括单体、聚合物链的构象、分子量及其分布。区分热塑性塑料和热固性塑料的分子结构差异，并解释了玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）的概念及其对高分子材料使用温度范围的决定性影响。 第11章：高分子材料的加工与性能 涵盖了高分子材料的主要加工方法，如注塑、挤出和压延。重点分析了高分子材料的粘弹性行为，介绍蠕变和应力松弛现象。讨论了高分子材料的耐老化性，包括热老化、光老化和氧化降解的机理。 第12章：橡胶与弹性体 专门探讨具有高弹性的橡胶材料。从统计力学角度解释硫化（交联）过程对橡胶网络结构和性能的贡献。讨论了天然橡胶和合成橡胶（如丁苯橡胶SBR）的特性及其在密封、减震部件中的应用。 第五部分：复合材料（第13-14章） 第13章：复合材料的基础理论与分类 定义复合材料，并根据增强体和基体的类型进行系统分类（纤维增强、颗粒增强、层状复合材料）。重点分析了纤维增强复合材料的连续纤维模型和不连续纤维模型，介绍玻尔理论在预测层合板宏观性能中的应用。 第14章：先进复合材料与制造 详细介绍玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维的制备、特性和应用。深入探讨树脂基复合材料（RMC）、金属基复合材料（MMC）和陶瓷基复合材料（CMC）的关键性能优势。阐述了手糊成型、缠绕、拉挤和先进的树脂传递模塑（RTM）等制造工艺。 第六部分：材料的连接与失效分析（第15-17章） 第15章：材料的连接技术 本章聚焦于异种材料的连接。详细介绍各类焊接技术（如熔焊、压阻焊）中涉及的冶金过程、热影响区（HAZ）的形成及其对性能的影响。深入探讨了胶接（粘合剂）和机械连接件（铆接、螺纹连接）的应力分布特性。 第16章：材料的腐蚀与防护 系统介绍电化学腐蚀的机理，重点分析了析氢腐蚀和吸氧腐蚀过程。区分局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀）和应力腐蚀开裂（SCC）。详细介绍腐蚀防护方法，包括电化学保护（牺牲阳极、外加电流）、缓蚀剂和保护涂层。 第17章：断裂力学与材料失效 介绍经典断裂力学理论，重点讲解格里菲斯能量准则和应力强度因子（K）。分析材料的疲劳断裂过程——萌生、扩展和最终断裂。讨论断裂韧性测试（KIC）和断裂控制设计原则，指导工程师如何避免灾难性结构失效。 第七部分：功能材料与前沿趋势（第18-20章） 第18章：电学与磁学功能材料 介绍导体、半导体和绝缘体的能带理论，解释其导电特性的微观起源。深入分析了半导体材料的掺杂技术和PN结的形成。探讨了软磁材料（如坡莫合金）和硬磁材料（如钕铁硼）的磁化机制及其在器件中的应用。 第19章：智能材料与传感器 聚焦于响应外部刺激（光、电、热、力）而改变性质的材料。详细讨论压电材料（如PZT陶瓷）、形状记忆合金（如NiTi合金）的工作原理及其在执行器和传感器中的应用。介绍智能涂层和自修复材料的最新进展。 第20章：材料的计算模拟与可持续性 介绍材料设计中的计算工具，包括密度泛函理论（DFT）在材料特性预测中的应用，以及有限元方法（FEM）在模拟材料加工过程中的作用。最后，讨论材料的生命周期评估（LCA）和面向循环经济的材料设计原则，强调材料的可持续性和环境影响。 本书特色 1. 结构化学习路径： 从最基础的原子结构出发，逐步过渡到宏观性能和复杂应用，逻辑链条清晰。 2. 理论与实践紧密结合： 每一章的理论讲解都辅以大量的工程实例和案例分析，展示材料在实际产品设计中的决策依据。 3. 前沿视野： 涵盖了先进陶瓷、复合材料和智能材料等热点领域，保证内容的时效性。 4. 强调材料基因： 贯穿全书的核心思想是“结构决定性能，性能决定应用”，帮助读者建立材料设计的系统思维。

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我通常对这类教科书的评价会比较苛刻，因为它们往往在试图涵盖太多的内容时，导致对核心概念的讲解深度不足。然而，这本书在深度和广度之间找到了一个令人印象深刻的平衡点。它没有把篇幅过多地浪费在不必要的历史回顾上，而是将重点放在了对学生未来解决实际问题能力的培养上。让我印象特别深刻的是关于流体力学初步概念的引入，虽然它不是本书的主打方向，但作者对伯努利原理的阐述，结合了实际的喷管和管道流动案例，使得原本抽象的流体动力学概念变得非常具象化。这本书的语言风格非常直接且富有逻辑性，没有过多的花哨修饰，这对于追求效率的学习者来说是巨大的福音。阅读完这本书后，我感觉自己对工程设计中的载荷传递路径有了更清晰的“视觉化”能力，这是一种难以言喻的提升，它让我不再是简单地应用公式，而是真正理解了力是如何在结构中传递和消散的，为我后续学习更高级的有限元分析打下了坚实的地基。

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这本书的装帧和纸张质量，坦白讲，算是中规中矩，但其内容的力量完全盖过了形式上的不足。我是在一个非常紧张的项目周期内开始阅读它的，时间紧迫，我需要快速掌握材料在不同载荷下的响应特性。这本书的优势在于其逻辑的连贯性和模块化的知识结构。当你需要回顾某个特定知识点时，比如应力应变关系中的广义胡克定律，你不需要翻阅前言或不相关的章节，它所在的那个模块已经将所有必要的背景知识和公式总结在一个清晰的框架内。我尤其欣赏作者在处理动态系统时的清晰度。振动分析那几章，内容复杂，涉及微分方程的求解和特解的确定，但作者通过图示清晰地展示了不同阻尼比对系统响应的影响，那种曲线图的对比分析，比纯文字描述有效得多。总而言之，它是一本适合在面临实际工程挑战时，能够快速、高效地提供理论支撑和解决方案的工具书，而不是一本需要从头到尾、按部就班阅读的文学作品。

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对于一个已经工作了几年，但感觉基础知识有些松动的工程师来说，重新拾起像《Engineering Mechanics》这样的经典教材，无疑是一次对知识体系的“大扫除”。这本书给我最大的感受是，它仿佛是重新定义了我对“基础”二字的理解。以往我可能只是知道如何计算一个梁的挠度，但这本书让我深入理解了为什么材料会发生屈服，以及剪应力和正应力是如何在材料内部相互作用的。作者在讲解材料力学部分时，引入了一些非常前沿的计算模型视角，虽然可能超出了传统静力学的范畴，但它极大地拓宽了我们对力学现象的理解深度。阅读过程中，我发现书中出现的每一个符号和变量，都有非常明确的定义和物理意义，极大地避免了初学者常犯的混淆错误。此外，书中对于误差分析和近似方法的讨论也十分到位，这在实际工程计算中至关重要，因为它教会我们，在有限的条件下，如何做出最合理的工程判断，而不是盲目追求数学上的完美解。

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这本书的封面设计得非常直观，那种粗犷的线条和机械的元素立刻就抓住了我的眼球。我当时在寻找一本能够深入浅出讲解结构力学基础的书，而这本《Engineering Mechanics》的排版和图示给我一种很“硬核”的感觉，仿佛直接把我拉进了那个充满齿轮和受力分析的世界。翻开内页，首先映入眼帘的是清晰的目录结构，每一章节的划分都显得井井有条，从最基础的静力学概念，到后期的动力学分析，过渡得非常自然。我特别喜欢作者在引入新概念时所采用的类比方式，他们似乎总能找到一个我们日常生活中常见的物体或者场景来解释复杂的物理原理，这极大地降低了我初学时的心理门槛。比如，讲解力矩平衡时，他们用了一个吊桥的例子，配上了极其精细的剖视图，让我瞬间就明白了力矩旋转效应的本质。而且，书中大量的习题设置也相当到位，从简单的概念验证到复杂的实际工程问题，难度层层递进，逼迫你不能仅仅停留在理解公式的层面，而是要学会如何将理论应用于实际的工程决策中去。这本书的价值在于，它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的工程师在手把手地教你如何“看”懂这个世界上的结构是如何稳定存在的。

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说实话，我对技术类书籍的阅读体验通常是比较枯燥的，很多作者似乎沉浸在自己构建的数学世界里，完全不顾及读者的感受。然而，这本《Engineering Mechanics》却给我带来了一种意料之外的惊喜。它最让我称道的地方在于其论述的严谨性与可读性之间找到了一个完美的平衡点。在介绍刚体运动学时，书中对于坐标系的选取和向量运算的讲解，简直可以用“教科书级别”来形容，每一个推导步骤都交代得清清楚楚，绝无含糊其辞之处。我过去在其他教材上卡壳的地方，通过阅读这里的论述，茅塞顿开。更值得一提的是，作者似乎非常注重培养读者的物理直觉，而非仅仅是公式的机械记忆。书中穿插的“思考题”环节，往往不是让你直接套用公式，而是引导你思考“为什么”会是这样，这种深层次的提问迫使我们的大脑去构建更稳固的知识框架。虽然这是一本偏向理论基础的书籍，但它对工程实践的指导意义是毋庸置疑的，它让你建立起对力学行为的底层认知，这比掌握一堆现成的设计规范要重要得多。

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