金属力学原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:程莉

出品人:

页数:622

译者:程莉

出版时间:1900-01-01

价格:18.60元

装帧:平装

isbn号码:9787040030921

丛书系列:

图书标签:

• 疲劳
• 金属力学
• 材料力学
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机械设计中的应力与形变：从微观视角理解材料行为 本书深入探讨机械设计领域中至关重要的两大要素：应力与形变。我们将带领读者从微观层面剖析金属材料在各种外力作用下的内部响应，揭示其延展、屈服、断裂的奥秘，并阐述这些微观机制如何宏观地影响工程结构的性能。 第一章 弹性变形与应力-应变关系 本章将奠定坚实的理论基础，从原子键合模型出发，解释金属材料的弹性行为。我们将详细介绍应力（Stress）的概念，包括正应力（Normal Stress）和剪应力（Shear Stress），以及它们在材料内部的分布规律。随后，我们将深入分析应变（Strain），区分工程应变（Engineering Strain）与真实应变（True Strain），并重点阐述应力与应变之间的线性关系——胡克定律（Hooke's Law）。通过对杨氏模量（Young's Modulus）、剪切模量（Shear Modulus）和泊松比（Poisson's Ratio）等弹性常数的讲解，读者将掌握如何量化材料的弹性刚度。本章还将探讨各向同性（Isotropy）和各向异性（Anisotropy）材料在弹性行为上的差异，并介绍应力张量（Stress Tensor）和应变张量（Strain Tensor）在描述复杂受力状态中的应用。 第二章 塑性变形的微观机制 相较于弹性变形，塑性变形是更具工程应用价值的现象。本章将聚焦于金属材料的塑性变形机制，重点阐述位错（Dislocations）在塑性流动中的核心作用。我们将详细介绍刃位错（Edge Dislocation）和螺位错（Screw Dislocation）的结构及其移动方式——滑移（Slip）。通过对滑移系（Slip System）的讲解，读者将理解为何某些晶面和晶向更容易发生塑性变形。此外，本章还将探讨晶界（Grain Boundaries）对位错运动的阻碍作用，以及晶粒细化（Grain Refinement）为何能提高材料的屈服强度。我们将引入应变硬化（Strain Hardening）的概念，解释随着塑性变形的增加，材料的屈服强度和抗拉强度如何不断提高，并介绍加工硬化（Work Hardening）的微观机理。 第三章 屈服准则与失效判据 在工程设计中，预测材料何时会发生永久性变形（屈服）以及何时会发生断裂至关重要。本章将介绍多种常用的屈服准则，包括冯·米塞斯屈服准则（Von Mises Yield Criterion）和崔斯卡屈服准则（Tresca Yield Criterion），并分析它们在单轴和多轴应力状态下的适用性。我们将通过详细的算例，展示如何利用这些准则来判断材料是否进入塑性状态。在失效判据方面，我们将探讨不同的失效模式，如延性断裂（Ductile Fracture）和脆性断裂（Brittle Fracture），并介绍与它们相关的宏观指标，如断裂韧度（Fracture Toughness）。本章还将简要介绍疲劳（Fatigue）和蠕变（Creep）等长期失效机理，为后续更深入的探讨打下基础。 第四章 材料的力学性能测试与表征 理解材料的力学行为离不开精确的实验测量。本章将详细介绍几种重要的材料力学性能测试方法。我们将重点讲解单轴拉伸试验（Uniaxial Tensile Test），包括其测试流程、关键数据（如屈服强度、抗拉强度、伸长率、面积收缩率）的获取方式，以及如何通过应力-应变曲线（Stress-Strain Curve）来全面表征材料的力学性能。此外，我们还将介绍剪切试验（Shear Test）、压缩试验（Compression Test）、硬度试验（Hardness Test）以及弯曲试验（Bending Test）等，并阐述它们各自的测试原理和适用范围。本章还将探讨影响测试结果的因素，如试样制备、加载速率和环境条件，并介绍如何对测试数据进行统计分析以获得可靠的工程参数。 第五章 金属材料的强化机制 为了满足不同工程应用对材料性能的要求，研究和应用各种强化机制至关重要。本章将系统梳理金属材料的强化途径，包括固溶强化（Solid Solution Strengthening）、沉淀强化（Precipitation Strengthening）和位错强化（Dislocation Strengthening）。我们将深入剖析每种强化机制的微观原理，例如固溶原子对位错运动的钉扎作用，沉淀相在晶格中的分布及其对位错的阻碍效果。此外，本章还将介绍晶界强化（Grain Boundary Strengthening）和应变硬化（Strain Hardening）在提升材料强度中的作用。通过对各种强化机制的比较分析，读者将能够理解如何通过合理的合金设计和热处理工艺来获得具有特定力学性能的金属材料。 第六章 疲劳与断裂力学入门 在承受循环载荷的工程结构中，疲劳失效是常见的失效模式。本章将介绍疲劳现象的基本概念，包括应力循环（Stress Cycle）、应力幅（Stress Amplitude）和应力比（Stress Ratio）。我们将阐述疲劳裂纹的萌生（Crack Initiation）和扩展（Crack Propagation）过程，并介绍S-N曲线（Stress-Number of Cycles Curve）在表征材料疲劳寿命中的应用。随后，本章将引入断裂力学（Fracture Mechanics）的基本原理，重点介绍裂纹尖端的应力集中（Stress Concentration）以及断裂韧度（Fracture Toughness）作为衡量材料抵抗裂纹扩展能力的指标。我们将探讨应力强度因子（Stress Intensity Factor）的概念，并介绍其在预测疲劳寿命和结构可靠性评估中的重要作用。 第七章 蠕变与高温力学行为 在高温环境下工作的金属构件，其力学行为将发生显著变化，蠕变成为一个重要的考虑因素。本章将深入探讨金属材料的蠕变（Creep）现象，即在恒定应力作用下，材料随时间发生的缓慢塑性变形。我们将解释蠕变的不同阶段，包括瞬时变形（Instantaneous Deformation）、稳态蠕变（Steady-State Creep）和加速蠕变（Accelerated Creep）。本章还将介绍描述蠕变行为的经典蠕变定律，如奥罗旺尼蠕变方程（Orowan Creep Equation）和霍尔-沃特蠕变方程（Hollomon-Watson Creep Equation）。此外，我们还将探讨高温下的氧化（Oxidation）和腐蚀（Corrosion）等现象对材料力学性能的影响，并介绍高温材料的选择原则和设计策略。 第八章 材料的连接与焊接力学 在实际工程应用中，金属材料通常需要通过连接方式组合成复杂的结构。本章将聚焦于焊接（Welding）等连接工艺对金属材料力学行为的影响。我们将深入分析焊接过程中产生的热影响区（Heat Affected Zone, HAZ）的微观组织变化及其对材料力学性能的影响，包括硬化、软化和脆化等现象。我们将探讨焊接接头（Welded Joints）的应力集中效应以及可能出现的焊接缺陷（Welding Defects）对结构整体强度的影响。本章还将介绍不同焊接方法的特点及其对材料性能的影响，并提供焊接结构设计中的力学考量和质量控制方法。 第九章 材料在冲击载荷下的响应 当金属材料承受突然施加的载荷时，其表现出的力学行为与静态加载时有所不同。本章将重点研究材料在冲击载荷（Impact Load）下的动力学响应。我们将分析冲击过程中能量的吸收和传递机制，并引入冲击功（Impact Work）和冲击韧性（Impact Toughness）等概念来表征材料抵抗冲击的能力。本章还将介绍夏比冲击试验（Charpy Impact Test）和伊左德冲击试验（Izod Impact Test）等常用的冲击性能测试方法，并探讨温度、加载速率以及材料微观结构等因素对冲击性能的影响。读者将学习如何评估材料在高速变形下的韧性，并理解脆性转变温度（Ductile-Brittle Transition Temperature）的重要性。 第十章 工程应用中的力学设计考量 本书的最后一章将升华理论，将前面所学的力学原理应用于实际的工程设计中。我们将通过一系列典型的工程案例，例如桥梁结构、航空发动机部件、汽车车身以及高压容器等，来展示如何综合运用材料的力学性能、强度准则、失效判据以及设计规范来完成安全可靠的机械设计。本章将强调在设计过程中对载荷的准确估算、材料性能的合理选择、结构形式的优化以及安全系数的确定等关键环节。我们将讨论有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）等现代计算工具在力学设计中的辅助作用，并强调对设计结果进行验证和迭代的重要性。最终目标是帮助读者建立一个完整的力学设计思维框架，能够独立解决实际工程中的力学挑战。

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这本书的封面传递出一种沉静而有力的信息，仿佛在邀请读者深入探索金属世界的奥秘。我是一名对材料科学充满好奇的业余爱好者，尤其对金属在不同环境下的力学表现感到好奇。我希望这本书能够从基础的固体力学概念出发，例如应力、应变、杨氏模度量等，逐步深入到金属特有的力学行为，如屈服、塑性流动、加工硬化等。我对书中关于金属的微观结构，例如晶体学、位错理论以及这些微观特征如何影响宏观力学性能的讲解非常感兴趣。我希望能够理解，为什么有些金属材料在变形时会表现出很强的加工硬化效应，而有些则相对较弱。同时，我也希望这本书能够通过一些生动有趣的案例，比如金属在建筑、交通工具、日常生活用品中的应用，来展示金属力学原理的实际价值。我期待能够通过阅读这本书，获得一种对金属材料的全新认知，并能够将这些知识分享给我的朋友们，激发他们对科学的兴趣。

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拿到这本书，我第一眼就被其严谨的排版和清晰的图表所吸引。我是一名机械工程专业的学生，近期正准备开始我的毕业设计，题目是关于高强度钢在极端低温环境下的疲劳性能分析。这对于我来说是一个全新的领域，我急需一本能够系统性梳理金属力学理论，并结合实际应用案例的书籍。我尤其关注书中关于材料蠕变、疲劳裂纹扩展以及断裂韧性等章节的内容，这些是我毕业设计中必须深入研究的关键点。我希望这本书能够提供详细的数学模型和计算方法，让我能够理解不同合金成分、热处理工艺以及加载条件对金属力学性能的影响。同时，书中对于实际工程应用的阐述，比如在航空航天、汽车制造、能源等领域中如何选择和使用金属材料，我也非常感兴趣。我希望通过阅读这本书，能够建立起一个扎实的理论基础，并且能够将这些理论知识灵活地运用到我的实际设计和分析中去，从而提升我解决工程问题的能力。如果书中能包含一些仿真分析的案例或者指导，那将是锦上添花，直接帮助我解决设计中的难题。

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这本书给我一种“硬核”的感觉，仿佛能够带领我走进一个由原子、晶体和应力构成的严谨世界。我是一名即将毕业的研究生，我的研究方向是新型金属基复合材料的力学性能。因此，我希望这本书能够为我提供一个坚实的金属力学基础，让我能够更好地理解复合材料中的金属基体是如何发挥作用的。我期待书中能够详细阐述金属的本构关系，包括其线弹性、非线弹性和塑性行为，以及如何用数学模型来描述这些行为。同时，我对于金属的损伤力学和断裂力学也非常感兴趣，特别是关于裂纹萌生、扩展和断裂的机制，以及如何通过材料设计和工艺控制来提高材料的抗断裂能力。书中关于“应用”的部分，我希望能够看到金属力学原理如何指导复合材料的设计和制备，例如，如何优化金属基体的微观结构以提高其与增强体的界面强度，或者如何预测复合材料在复杂应力状态下的整体力学行为。如果书中能提供一些实验数据分析和仿真模拟的案例，那将对我解决研究中的实际问题大有裨益。

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阅读这本书，我期待能够解锁金属材料的“内在语言”，理解它们在各种物理和化学环境中是如何响应和演变的。这本书的书名《金属力学原理及应用》给我一种扎实而全面的感觉，似乎涵盖了从基础理论到实际操作的方方面面。我尤其对书中关于金属的相变、晶界滑移以及蠕变机制的讲解很感兴趣。我希望能够理解这些微观过程是如何影响宏观力学性能的，例如，在高温环境下，金属的晶界是否会更容易发生滑移，从而导致性能下降，而哪些合金元素或微观结构又可以有效抑制这种现象？书中的“应用”部分，我希望能看到不同金属材料，比如铜、铁、镍及其合金，在特定工程领域中的应用案例，以及这些应用对材料力学性能提出的具体要求。例如，在航空发动机的涡轮叶片设计中，材料需要承受极高的温度和应力，书中是否会深入分析相关的力学设计和材料选择原则？此外，我对金属的疲劳寿命预测和断裂韧性评估等内容也充满期待，希望能够从中学习到如何评估和提高金属部件的可靠性。

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我一直对那些能够承受巨大压力和复杂形变的金属构件着迷，比如深海潜水器、高压容器的壳体，以及精密的航空发动机涡轮盘。这本书的标题《金属力学原理及应用》正是我一直在寻找的。我希望这本书能够详细讲解金属在极端载荷下的行为，包括其屈服准则、流动应力以及加工硬化等概念。我对书中关于压力容器设计、高强度合金在航空航天领域应用以及金属成形工艺（如轧制、锻造）的力学分析尤其感兴趣。我希望能够理解，工程师们是如何利用金属力学原理来确保这些关键部件在严苛环境下能够安全可靠地运行。例如，对于深海潜水器的外壳，需要承受巨大的外部压力，书中是否会介绍相关的应力分析方法和材料选择准则？对于航空发动机的涡轮盘，它不仅要承受高温高压，还需要抵抗离心力，书中是否会深入剖析这些复杂载荷下的力学行为和失效模式？我期待这本书能够为我打开一扇了解工程设计背后严谨科学的大门。

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这本书的封面设计就带着一种沉稳的力量感，厚实的书脊传递出内容扎实的信号，让我对即将展开的阅读充满了期待。我一直对材料的内在机制以及它们如何在各种复杂应力下表现出独特的性能感到着迷。金属，作为我们工程设计中最常用、最基础的材料之一，其力学行为的奥秘更是吸引着我深入探索。我希望通过这本书，能够不仅仅是了解金属的宏观表现，更能触及到微观层面，比如晶体结构、位错运动、强化机制等，理解这些微观现象是如何最终决定了金属材料的强度、韧性、疲劳寿命等关键属性。尤其是对那些在我们日常生活中司空见惯但却至关重要的金属制品，比如桥梁钢结构、航空发动机叶片、精密仪器零件等，它们之所以能够承受巨大的载荷并保持稳定运行，背后必然有深刻的金属力学原理支撑。我迫切想知道，当这些材料面对动态载荷、高温环境、腐蚀介质时，它们的内部会发生怎样的变化，又有哪些巧妙的设计和理论能够规避潜在的失效风险。这本书的书名“金属力学原理及应用”恰好点明了我的需求，它承诺了对理论的深入讲解，也暗示了其在实际工程中的重要价值，我非常期待它能为我揭示金属世界的奇妙之处。

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从工业生产到日常生活，金属无处不在，而支撑其应用的是深厚的力学原理。这本书《金属力学原理及应用》正好触及了这一核心。我作为一名在制造业一线工作的技术人员，常常会遇到金属材料的性能偏差和加工难题。我希望这本书能够提供一些非常实用的知识，比如如何通过调整热处理工艺来改善金属的强度和韧性，如何理解和控制金属在塑性变形过程中的内部应力分布，以及如何根据具体的应用场景选择最合适的金属材料。书中关于金属疲劳失效分析的内容尤其引起我的注意，我希望能够学到如何识别疲劳裂纹的早期迹象，以及如何通过设计改进或材料选择来延长部件的使用寿命。此外，对于金属的韧性断裂以及应力腐蚀开裂等问题，我也希望能在这本书中找到解答，并从中学习到有效的预防和控制方法。我期待这本书能够将抽象的力学理论转化为我工作中能够直接应用的指导，帮助我更高效地解决实际生产中遇到的技术难题。

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我对金属力学的热情源于一次参观高层建筑的钢结构展览，那些巨大的梁柱在看似柔弱的金属中蕴含着惊人的承载能力，让我对材料背后的科学产生了强烈的好奇。这本书的名字《金属力学原理及应用》让我觉得它可能就是我寻找的答案。我希望这本书能够从最基础的弹性力学概念讲起，循序渐进地深入到塑性力学、断裂力学等领域，并且能够清晰地解释各种应力、应变以及它们之间的关系。我尤其想了解金属在不同加载模式下的行为，比如拉伸、压缩、弯曲、扭转以及组合加载，以及这些加载方式对材料内部微观结构的影响。书中的“应用”部分也深深吸引了我，我希望能看到金属力学原理是如何指导我们设计出更安全、更可靠的工程结构和机械部件的。我想知道，设计师们是如何利用这些理论来计算材料的许用应力，如何选择合适的材料牌号，以及如何进行抗疲劳和抗断裂的设计。如果书中能包含一些经典的工程案例分析，比如著名的桥梁垮塌事件的力学原因分析，或者成功的设计案例，那将会极大地激发我的学习兴趣。

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我对金属的理解，最初来源于那些能够承受巨大冲击和压力的工具，比如锤子、扳手，以及建筑物的钢筋。这本书的标题《金属力学原理及应用》让我觉得它能够解答我内心深处的疑惑。我希望这本书能够详细阐述金属材料在各种载荷下的力学响应，包括弹性变形、塑性变形以及断裂等过程。我尤其关注书中关于金属的强化机制，比如通过合金化、热处理或者形变强化来提高材料的强度和韧性的方法。同时，我也希望能看到书中是如何将这些力学原理应用到实际工程设计中的，例如，如何计算桥梁钢梁的承载能力，如何设计航空发动机的涡轮叶片以抵抗高温和离心力，或者如何选择合适的金属材料来制造汽车的防撞梁以最大程度地吸收冲击能量。我期待这本书能够以一种清晰易懂的方式，让我领略到金属材料在工程应用中的重要性，以及背后的科学原理是如何保障我们生活中的安全与便利。

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作为一名经验丰富的材料工程师，我在工作中经常需要处理各种金属材料的性能问题，从研发新合金到解决生产中的缺陷，都离不开对金属力学原理的深刻理解。这本书的题目《金属力学原理及应用》正好是我多年来一直想找寻的宝藏。我特别期待书中能够详细阐述金属的强化机制，例如固溶强化、沉淀强化、位错强化以及晶界强化等，并解释它们是如何协同作用以提高金属的屈服强度和抗拉强度的。此外，对于金属的塑性变形过程，我希望能够深入了解其微观机理，包括滑移、孪生等，以及这些过程如何受到应力状态、温度和微观结构的影响。更重要的是，我希望书中能够提供丰富的实际应用案例，特别是那些在我日常工作中经常遇到的材料，如铝合金、钛合金、不锈钢等，以及它们在航空发动机、汽车零部件、建筑结构等领域的具体应用和设计考量。我对书中关于金属材料的疲劳、断裂以及应力腐蚀开裂等失效模式的分析也抱有浓厚的兴趣，希望能够从中获得更有效的预防和解决问题的思路。

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