Fatigue of Structures and Materials pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Schijve, Jaap

出品人:

页数:642

译者:

出版时间:2009-2

价格:$ 101.64

装帧:

isbn号码:9781402068072

丛书系列:

图书标签:

• 疲劳断裂力学
• 专业书
• 疲劳
• 结构
• 材料
• 力学
• 断裂
• 耐久性
• 工程
• 金属
• 复合材料
• 应力

《工程材料的力学性能与应用》 本书深入探讨了工程材料在各种载荷条件下的力学行为，旨在为工程师和科研人员提供坚实的理论基础和实用的应用指导。内容涵盖了材料强度、刚度、韧性、疲劳、蠕变等核心力学性能指标，并通过大量的实例分析，展现了这些性能在实际工程设计中的重要性。 第一章 材料力学性能基础 本章将系统性地介绍工程材料的基本力学概念，包括应力、应变、弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率、断面收缩率等关键参数。我们将详细阐述单轴拉伸试验的原理、过程及其数据分析方法，并介绍不同类型的材料（如金属、陶瓷、聚合物、复合材料）在拉伸过程中的典型应力-应变曲线特征。此外，本章还将探讨材料的硬度和冲击韧性等其他重要力学性能，并介绍相应的测试标准和方法。 第二章 材料的弹性与塑性行为 本章聚焦于材料在弹性变形和塑性变形阶段的行为。我们将深入分析弹性变形的微观机制，包括原子键的伸缩和转动，并阐述胡克定律的适用范围。塑性变形的机理，如位错滑移和孪晶，将得到详细的介绍，并探讨晶体结构、晶界、杂质和形变强化对塑性行为的影响。本章还将介绍应变硬化、冷加工和退火等热处理工艺对材料力学性能的影响，以及材料在循环加载下的应力-应变滞回行为。 第三章 材料的强度与断裂 本章着重研究材料的强度以及在各种载荷下发生断裂的机制。我们将深入分析材料的屈服准则，如屈服强度、冯·米塞斯屈服准则和崔卡-山德屈服准则，并介绍它们在复杂应力状态下的应用。断裂力学是本章的核心内容，我们将详细介绍断裂韧性、裂纹扩展的起裂条件、传播机制以及断裂过程中的能量耗散。脆性断裂和韧性断裂的特征将被深入剖析，并介绍 Griffith 理论和 Irwin 理论在解释断裂现象中的作用。此外，本章还将探讨表面缺陷、体积缺陷以及加载速率对材料断裂行为的影响。 第四章 材料的蠕变与应力松弛 本章将探讨材料在长时间恒定载荷作用下发生的缓慢塑性变形——蠕变。我们将分析蠕变曲线的三个阶段（瞬时蠕变、稳态蠕变和加速蠕变）及其物理意义。蠕变机理，包括扩散蠕变、位错蠕变和应变时效，将被详细阐述，并介绍影响蠕变行为的关键因素，如温度、应力水平和材料的微观结构。本章还将介绍应力松弛现象，即材料在恒定应变下应力随时间衰减的现象，并探讨其在高温工程应用中的重要性。 第五章 材料在工程中的应用实例 本章将通过一系列具体的工程应用案例，展示材料力学性能在实际设计中的重要作用。我们将分析航空航天结构（如飞机机翼、发动机叶片）对材料高强度、高韧性以及抗高温性能的要求；探讨汽车结构（如车身、发动机部件）对材料轻量化、高强度和优良吸能性能的需求；研究桥梁和建筑结构（如钢筋混凝土、高强度钢）对材料耐久性、抗疲劳性和高承载能力的要求。此外，本章还将介绍电子器件、医疗器械等领域中特殊材料的力学性能要求及其对应的应用。 第六章 材料的表面处理与性能改进 本章将介绍通过各种表面处理技术来改善材料力学性能的方法。我们将详细介绍热处理工艺（如淬火、回火、渗碳、氮化）如何改变材料的微观结构，从而显著提高其强度、硬度和耐磨性。机械表面处理技术，如喷丸、滚压、抛光，也将被介绍，并分析它们对改善材料表面应力状态和提高疲劳寿命的影响。此外，本章还将探讨涂层技术（如PVD、CVD）在提高材料耐腐蚀性、耐磨性和抗氧化性方面的作用。 第七章 材料的无损检测与性能评估 本章将介绍多种无损检测技术，用于评估材料的力学性能及其潜在缺陷。我们将详细介绍超声波检测（UT）在检测材料内部裂纹、夹杂物等缺陷中的应用原理和技术细节；射线检测（RT）如何利用X射线或伽马射线穿透材料，显现内部结构和缺陷。此外，本章还将介绍磁粉检测（MT）和渗透检测（PT）等表面缺陷检测技术，以及电涡流检测（ET）在评估材料导电性、表面裂纹方面的应用。本章旨在帮助工程师们掌握有效的手段，在不损坏材料本体的情况下，对其力学性能进行可靠的评估。 本书结构清晰，内容详实，语言严谨，旨在为读者提供一个全面而深入的工程材料力学性能学习平台。通过对材料力学性能的透彻理解，读者将能够更好地应对复杂的工程挑战，设计出更安全、更可靠、更高效的工程产品。

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这本书的结构安排堪称教科书级别的典范，逻辑链条环环相扣，步步深入，完全符合人类认知和学习的自然规律。从宏观的结构静力学基础回顾开始，作者稳健地将焦点收缩到微观层面的裂纹萌生与扩展机制，这种由表及里的推进方式，确保了读者在接触更复杂的断裂力学时，已经建立起坚实的理论基础。我发现，作者在处理数学推导时，保留了必要的严谨性，但同时又非常贴心地在关键步骤后附上了清晰的物理意义阐释。例如，在引入Paris定律的讨论时，他不仅给出了公式，还专门用一节篇幅详细解释了指数“m”值的物理含义及其对疲劳寿命预估的敏感性，这种对“为什么”的深究，远胜过那些只罗列“是什么”的教材。此外，书中穿插的大量高质量插图和图表，质量之高令人印象深刻，它们绝非简单的图形填充，而是经过精心设计，用以可视化那些抽象的力学行为。特别是关于多轴疲劳和随机载荷下的分析模型，作者采用了多视角的方法进行阐述，使得原本就复杂的课题变得层次分明，易于消化吸收，这对于从事实际工程设计的人员来说，无疑是一笔宝贵的财富。

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阅读体验上，我必须强调这部作品在“应用性”和“理论深度”之间找到了一种近乎完美的平衡点。很多同类书籍要么过于偏重基础理论的数学证明而脱离实际，要么就是流于表面地介绍工程规范和经验公式，缺乏对根本机理的探究。然而，此书成功地跨越了这一鸿沟。每当介绍完一个核心理论（比如高周疲劳的S-N曲线或低周疲劳的Basquin关系），作者都会紧接着引用现实世界中的工业案例进行印证，从航空发动机叶片到桥梁结构的关键节点，案例选择覆盖面极广且贴近热点。我特别欣赏其中关于“残余应力”对疲劳寿命影响的章节，作者详细讨论了表面处理技术（如喷丸强化）的作用机制，并给出了定量评估的初步框架，这对于提高结构可靠性的工程师来说，是直接可操作的知识。书中对于疲劳设计方法的演变历史也进行了细致梳理，让人清晰地看到，我们今天的安全系数是如何一步步建立起来的，这不仅是技术层面的传授，更是一种工程哲学思想的灌输，使人对结构安全产生更深层次的敬畏感。

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从一个资深研究者的角度来看，这本书的价值更在于其前瞻性和对未来研究方向的指引。书中最后几章聚焦于先进制造技术对材料性能的影响，比如增材制造（3D打印）部件的内部缺陷如何系统性地改变疲劳响应，这是一个当前工程界高度关注的前沿热点。作者不仅陈述了已有的研究成果，更提出了几个尚未完全解决的开放性问题，并建议了可能的理论突破方向，这无疑是对年轻研究人员的强力鼓舞和指引。他对于数值模拟（如有限元分析）在疲劳评估中的应用也进行了深刻的反思，指出了当前模型在处理材料非均匀性时的局限性，而非盲目推崇计算机结果。这种审慎而又充满探索精神的态度，是这本书区别于市面上大量“拿来主义”参考书的关键所在。它不是一个知识的终点，而是一个更高层次学习的起点，激励着读者去质疑、去验证、去创造新的理论工具来应对未来更复杂的设计挑战。总而言之，这是一部集历史回顾、理论精讲、工程应用与未来展望于一体的、令人拍案叫绝的学术精品。

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这本书的语言风格独树一帜，它没有传统技术专著的冷峻和刻板，反而流露出一种学者对所研究领域的热忱和洞察力。作者的行文带着一种清晰的节奏感，仿佛是在与一位经验丰富的导师进行一对一的交流。他善于使用排比和对比的手法来强调重点，例如在区分“疲劳萌生”和“疲劳扩展”时，他使用的句式结构变化多端，有效地避免了冗长段落带来的阅读疲劳。在探讨高级课题，如蠕变疲劳交互作用时，虽然涉及的变量和方程显著增加，但作者通过巧妙地打断复杂的数学推导，插入一些对当前研究瓶颈的个人见解，使得整个阅读过程保持了极佳的连贯性和吸引力。这种“张弛有度”的叙事节奏，保证了即便是面对最烧脑的内容，读者也能保持专注。此外，书中的术语定义精确到一丝不苟，每一个专业名词的引入都伴随着对其物理模型基础的简要回顾，这对于跨学科背景的读者而言，简直是福音，极大地降低了知识获取的门槛，体现了作者极高的教学素养。

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这部著作，初捧在手，便觉其分量非同小可，装帧古朴而厚重，内页纸张质感上乘，散发着一种老派学术书籍的庄严气息。然而，真正吸引我的，是其引人入胜的叙事风格。作者显然并非只满足于罗列枯燥的公式和实验数据，他更像是带领我们进行一场深入的思维探险。开篇几章便展现出对材料科学历史的深刻洞察，从早期的经验主义到现代化的理论构建，过渡得极为自然流畅。比如，他对早年那些结构失败案例的剖析，描绘得绘声绘色，仿佛身临其实，让人在为逝者叹息的同时，对潜在的风险有了更直观的认识。这种将历史沉淀与前沿理论紧密结合的处理方式，极大地提升了阅读的趣味性，避免了技术书籍常见的晦涩难懂。我尤其欣赏作者在概念引入时所采用的类比手法，将复杂的应力集中现象比喻成水流通过狭窄管道时的情景，生动且易于理解，即便是初涉此领域的研究者也能迅速抓住核心要点。更令人称道的是，书中对不同材料体系（如金属、复合材料、甚至新型陶瓷）在特定环境下的行为差异进行了细致入微的比较，这使得整本书的内容体系显得非常完备和平衡，体现了作者广博的学识和严谨的治学态度。

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疲劳断裂的基础书。大致分为两部分，基础知识和bolt结构中的分析。

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