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出版者:中国水利水电出版社

作者:包世华

出品人:

页数:469

译者:

出版时间:2001-8

价格:49.0

装帧:平装

isbn号码:9787508407074

丛书系列:

图书标签:

• 结构工程
• 高层建筑
• 建筑结构
• 混凝土结构
• 钢结构
• 抗震设计
• 结构分析
• 有限元
• 建筑科学
• 结构设计

《现代工程材料学导论》内容简介 一、本书的定位与目标读者 《现代工程材料学导论》旨在为土木工程、建筑学、材料科学等相关专业的本科生和研究生提供一套全面而深入的工程材料基础知识体系。本书的编写严格遵循现代工程实践对材料性能认知和应用的要求，侧重于宏观力学性能、微观结构与材料设计之间的内在联系。本书不仅是课堂教学的辅助教材，更是工程技术人员在实际工作中进行材料选择、性能评估和失效分析的重要参考工具。 二、核心内容架构与章节要点 本书结构清晰，共分为六大部分，三十个章节，层层递进，从最基本的材料组成到前沿的高性能复合材料，构建了一个完整的知识脉络。 第一部分：材料科学基础与基本性能（第1-5章） 本部分奠定材料科学的理论基石。 第1章：工程材料概述与分类体系 重点阐述材料在现代工程中的地位，区分金属、无机非金属、高分子和复合材料四大类材料的界限、特点及其在不同工程领域的应用范围。 第2章：材料的微观结构基础 深入探讨晶体结构、晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）及其对材料宏观性能的决定性影响。内容涵盖X射线衍射在结构分析中的应用原理。 第3章：热力学与相变动力学基础 介绍材料平衡态和非平衡态的形成条件。重点分析相图（二元相图为主）的解读方法，以及冷却速率对微观组织演变路径的控制作用。 第4章：材料的机械性能与本构关系 详述弹性、塑性、粘弹性等基本力学行为。内容包括应力-应变曲线的完整分析、屈服准则、硬度测试方法及其工程意义。 第5章：材料的断裂与疲劳行为 深入研究材料失效的两个关键机制。详细介绍韧性断裂与脆性断裂的本质区别，塑性区尺寸、应力强度因子（KIC）的计算方法，以及低周/高周疲劳的S-N曲线分析与寿命预测模型（如Paris定律）。 第二部分：金属材料的结构与性能（第6-11章） 本部分聚焦于应用最为广泛的工程金属材料。 第6章：钢铁材料的基础冶金 重点解析Fe-C二元相图，阐述奥氏体、铁素体、渗碳体和珠光体组织的形成机制。 第7章：碳素钢与低合金钢 细致区分镇静钢、半镇静钢的性能差异，并讲解热处理对钢材性能的精细调控，包括退火、正火、淬火和回火工艺的微观机理和最终性能。 第8章：不锈钢与耐蚀合金 探讨不锈钢（奥氏体、铁素体、马氏体、双相不锈钢）的组织稳定性和耐腐蚀机制（如钝化膜的形成）。 第9章：常用有色金属及其合金 涵盖铝、铜、钛合金在工程中的应用，重点分析其轻量化特性和特定环境下的性能优势。 第10章：金属材料的连接技术 讨论焊接、钎焊等连接工艺对材料性能的影响，特别是热影响区（HAZ）的组织劣化与性能退化。 第11章：金属材料的腐蚀与防护 系统阐述电化学腐蚀原理，区分点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）等常见腐蚀形态，并介绍阴极保护、缓蚀剂等防护措施。 第三部分：无机非金属材料（第12-16章） 本部分关注陶瓷、玻璃、水泥基材料等在极端环境下的应用。 第12章：结构陶瓷的基础理论 介绍先进结构陶瓷（如SiC、Al2O3）的制备工艺，重点分析其高硬度、耐高温性与内在的脆性缺陷控制问题。 第13章：功能陶瓷与电子材料 简述铁电、压电材料的基本原理及其在传感器、执行器中的应用。 第14章：玻璃材料的结构与性能 探讨玻璃的亚稳态特性，介绍硼硅酸盐玻璃、石英玻璃的耐热冲击性。 第15章：水泥与混凝土材料科学 详述硅酸盐水泥的水化反应动力学，分析水胶比、养护条件对混凝土早期和后期强度的影响。 第16章：高性能混凝土技术 介绍掺合料（如粉煤灰、矿渣）对混凝土微观孔隙结构和耐久性的改善作用，以及自密实混凝土（SCC）的设计原理。 第四部分：高分子材料（第17-20章） 本部分涵盖有机高分子材料的结构、性能和老化。 第17章：高分子结构与合成 阐述聚合反应类型（加聚、缩聚），高分子的链结构、分子量分布及其对粘流特性的影响。 第18章：高分子的力学性能与加工 区分热塑性塑料和热固性树脂的力学响应，重点分析高分子的蠕变和应力松弛现象。 第19章：高分子材料的老化与失效 深入探讨高分子材料在热、光、氧作用下的降解机理，以及增塑剂、稳定剂的作用。 第20章：弹性体与橡胶材料 讲解硫化交联对橡胶弹性性能的贡献，以及动态力学分析（DMA）在橡胶性能评估中的应用。 第五部分：先进复合材料（第21-25章） 本部分聚焦于材料设计的集成化趋势，重点分析复合材料的性能优势。 第21章：复合材料基础理论 介绍增强相、基体相的分类及界面粘接对整体性能的决定性作用。 第22章：纤维增强复合材料（FRP） 详细分析单向、交叉层合板的力学性能预测模型（如经典层合板理论的简化应用）。 第23章：金属基与陶瓷基复合材料 讨论粉末冶金和原位复合材料的制备技术，及其在高温和高比强度要求下的应用。 第24章：智能与仿生材料简介 简要介绍形状记忆合金、压电聚合物等在结构健康监测（SHM）中的潜在应用。 第25章：材料的无损评价技术 涵盖超声波探伤、声发射、热成像等技术在复合材料内部缺陷检测中的应用原理。 第六部分：材料的制备、设计与环境影响（第26-30章） 本部分着眼于工程应用的可持续性与前瞻性。 第26章：材料的增材制造（3D打印） 分析选择性激光熔化（SLM）等技术对金属粉末材料的快速凝固组织影响及其缺陷控制。 第27章：材料的选择与应用案例 结合实际工程问题（如桥梁、船舶、航空器），对比分析不同材料体系的综合优劣。 第28章：材料的生命周期评估（LCA） 探讨材料生产、使用到回收全过程的环境影响，引入“绿色材料”的概念。 第29章：材料的可靠性工程 介绍材料性能的统计学分布，以及如何基于可靠性指标进行安全设计裕度确定。 第30章：未来材料科学的发展趋势 展望纳米结构材料、自修复材料在未来土木工程中的应用前景。 三、本书特色与教学优势 本书最大的特点在于其“结构-性能-应用”的逻辑主线，贯穿始终。每一章的理论推导都紧密结合工程实例。此外，书中附带了大量基于真实实验数据的图表和案例分析，旨在培养读者运用材料科学原理解决实际工程难题的能力，而非仅仅停留在理论层面。书中的内容注重对材料“为什么是这样”的深层机理的剖析，为读者建立一个坚实、系统的材料学知识框架。

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这本书的理论深度和广度，在同类书籍中是极其罕见的，它更像是一部结构力学思想的演进史诗。我特别关注了其中关于非线性分析和结构韧性设计的部分，作者对前沿研究成果的吸收和整合速度令人惊叹，几乎囊括了近五年内该领域内最重要的突破。阅读时，我常常需要对照其他几本经典著作进行交叉验证，但结果总是发现，这本书的论述更为精炼和深刻。它不是简单地罗列公式，而是深入探究了公式背后的物理意义和适用前提，这对于培养真正的设计大师至关重要。我甚至觉得，这本书可以作为研究生阶段结构设计理论选修课的核心参考资料，因为它不仅传授了“知识”，更重要的是培养了读者对结构安全与经济性之间微妙平衡的深刻理解和判断力，这种洞察力是任何工程项目成功的基石。

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我最近在着手一个高层结构优化项目，市面上各种参考资料看得我头昏脑涨，直到我翻开了这本。它给我的最大感受是“系统性”与“前沿性”的完美结合。它没有停留在老旧的规范条文上空泛讨论，而是大胆地引入了最新的抗震设计理念和材料应用技术，特别是关于新型阻尼器和隔震系统的介绍部分，简直是为我解决当前的技术瓶颈提供了直接的思路。作者的行文风格非常沉稳老练，语气中透露出的是长久实践积累下来的自信与洞察力，读起来有一种被权威人士点拨的踏实感。书中对不同结构体系的优缺点进行了近乎苛刻的对比分析，这种不偏不倚的客观态度，帮助我更清晰地辨别出最适合当前工况的解决方案。如果说其他书籍只是告诉了你“怎么做”，这本书则更进一步，探讨了“为什么这么做”以及“这样做会有什么后果”，深度令人印象深刻。

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从一个工程管理者的角度来看，我更关注的是如何将理论高效地转化为可执行的施工方案。这本书在这一点上做得相当出色，它不仅仅停留在结构计算层面。例如，关于复杂节点详图和施工控制的章节，详细阐述了在实际建造过程中可能遇到的各种变形控制难题，以及相应的监测和调整策略。这种对“落地性”的关注，体现了作者深厚的现场经验。书中的案例研究部分选取得极其巧妙，涵盖了不同气候区、不同高度的代表性项目，让人能够通过具体的工程实例来检验和印证理论的有效性。每一次阅读，都像是一次与顶尖结构设计团队进行深度交流的过程，它极大地拓宽了我对高层建筑全生命周期管理的认知边界。这本书，真正做到了理论指导实践的无缝对接。

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说实话，刚开始接触这类专业书籍时，我最怕的就是那种晦涩难懂、充满术语堆砌的文字。然而，这本书的叙述方式却展现出一种罕见的“匠人精神”。它似乎知道如何将那些枯燥的力学公式和复杂的荷载分析转化为直观易懂的语言。我尤其欣赏其中关于风洞试验数据解读的部分，作者不仅展示了数据本身，更用生动的比喻解释了涡旋脱落和颤振现象对结构的影响，使得原本抽象的空气动力学问题变得可视化。对于在校学生而言，这本书无疑是打下坚实基础的最佳选择；而对于已经工作的工程师，它更像是提供了一个重新审视和提升自身设计哲学的绝佳平台。这本书的价值，绝不仅仅是知识的堆砌，更在于它塑造了一种严谨、审慎且富有创造力的结构思维模式。

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这本书的排版和装帧实在让人眼前一亮，拿到手里就感觉分量十足，一看就是经过精心打磨的作品。内页的纸张质量上乘，印刷字迹清晰锐利，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。尤其值得称赞的是那些复杂的结构图示，不仅绘制得极为精准，而且图例和标注也做得非常到位，即便是初学者也能很快理解其中的关键点。作者在组织章节结构上显然下足了功夫，逻辑推演流畅自然，从基础理论的铺陈，到复杂案例的剖析，层层递进，让人有一种“豁然开朗”的感觉。阅读过程中，我发现作者似乎总能预判到读者可能产生的疑问，并在关键节点设置了详尽的解释或对比分析，这使得整个学习过程的阻碍感大大降低。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一本结构工程师的“工具箱”，里面装满了实用的知识和宝贵的经验总结，对于想深入理解现代高层建筑设计精髓的人来说，绝对是案头必备的良器。

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