具体描述
《现代机械工程图学》是在1999年出版的蒋寿伟等主编《现代机械工程图学》（上海普通高校“九五”重点教材）的基础上，总结上海交通大学近几年与密西根大学合作办学的经验，根据教育部2004年颁发的“高等学校工程图学课程教学基本要求”及近年来发布的《机械制图》、《技术制图》等相关国家标准修订而成的。该教材以培养学生的空间思维能力、把空间思维变成图形的能力、把图形变成模型的能力以及绘制图形的能力等四个能力为目标。《现代机械工程图学》内容可概括三大部分：第一部分为基础篇、包括设计的概念、图样及其基本要求、投影原理、计算机辅助设计基础及应用等内容。第二部分为表达篇，包括产品设计中的构形设计、三维图形表达、二维视图表达、二维图形与三维图形的转换、连接与紧固、传动件、弹簧、滚动轴承、尺寸注法、机件的技术要求等。第三部分为应用篇，包括零件图、装配图、计算机绘制产品生产图样等。
为满足多媒体教学的需要，书后附有教学辅助系统光盘，内容包括CAI课件、配套习题的答案及试题汇编。与《现代机械工程图学》配套的习题集也同时做了修订，由高等教育出版社同时出版。
《现代机械工程图学》主要供高等学校本科机械类各专业学生使用。也可供其他专业师生和工程技术人员参考。
《工程材料科学基础与应用》 第一部分：材料科学的宏观视角与微观结构 第一章 导论：材料在现代工程中的核心地位 本章旨在为读者构建一个全面的材料科学认知框架。我们将探讨材料作为现代工程技术基石的不可替代性，从宏观性能需求驱动材料选择，到微观结构决定材料行为的内在逻辑。内容将涵盖工程中常见材料（金属、陶瓷、聚合物、复合材料）的分类、它们在能源、交通、生物医学等前沿领域的应用实例，并着重强调理解材料科学对于解决复杂工程挑战的重要性。我们将引入“性能-结构-加工-性能”的闭环思维模式，为后续深入学习打下坚实基础。 第二章 晶体结构与缺陷理论 本章聚焦于材料的微观几何排列——晶体结构。我们将详细解析体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和密排六方（HCP）等基本晶格，并运用布拉维点阵理论进行数学描述。重点在于理解晶体结构的各向异性对材料力学性能的影响。随后，我们将深入探讨晶体缺陷的分类，包括点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）。对位错理论的精细分析，特别是位错运动、交互作用与晶体塑性变形机制之间的关系，是本章的核心内容，直接关联到材料的强度和韧性。 第三章 晶体热力学与相变动力学 热力学原理是理解材料稳定性和相变的关键。本章将介绍吉布斯自由能、化学势在多组分系统中的应用，以及相图的构建与解读。我们将详细分析二元合金相图（如Fe-C系统简化模型），重点阐述共晶、共熔、固溶体等相变类型的热力学驱动力。在动力学方面，我们将研究成核与长大理论（如经典成核理论），以及扩散在固态相变中的作用，特别是扩散机制如何影响热处理过程的最终结果。 第二部分：结构材料的性能、加工与控制 第四章 金属材料：从熔炼到强化 本章系统阐述工程中最常用的金属材料——钢铁、铝合金、铜合金和钛合金的组织、性能及其冶金原理。我们将深入剖析钢铁材料的热处理工艺，包括退火、正火、淬火和回火的微观机理，以及马氏体转变的无扩散特性。针对高强度需求，本章将详述强化机制：固溶强化、晶界强化（Hall-Petch关系）、第二相粒子钉扎强化和加工硬化。此外，还将介绍现代高性能合金（如高温镍基或形状记忆合金）的设计思路。 第五章 陶瓷与玻璃材料：高能环境下的挑战 陶瓷材料以其优异的耐高温、耐磨损和电学绝缘性在严苛环境下具有不可替代性。本章将区分结构陶瓷（如SiC, ZrO2）与功能陶瓷。重点阐述陶瓷材料的共价键与离子键特性如何导致其高硬度与低断裂韧性的矛盾。我们将讨论陶瓷材料的制备技术，特别是粉末冶金与烧结过程，以及如何通过晶粒细化和引入增韧机制（如裂纹偏转、桥接）来提高其断裂性能。 第六章 高分子材料的构效关系与加工 高分子材料（聚合物）的性能高度依赖于其分子结构，包括分子量、支化度、结晶度和交联度。本章将阐述粘弹性理论，解释高分子材料如何表现出时间-温度依赖性。内容将涵盖热塑性塑料（如PE, PP, PVC）和热固性树脂（如环氧树脂）。我们还将探讨高分子材料的加工成型技术，如注塑、挤出和吹塑，并分析分子取向对最终产品机械性能的影响。 第三部分：先进材料与性能的表征 第七章 复合材料的力学设计与界面行为 复合材料通过组合不同材料以获得单一材料无法比拟的综合性能。本章将重点分析纤维增强复合材料（如碳纤维/环氧树基）的力学性能预测模型，特别是基于混合律的宏观力学分析。核心在于界面研究——界面如何有效地传递载荷以及界面区的微观行为对整体失效模式（如脱粘、拔出）的影响。本章还将涉及颗粒增强和层状复合材料的设计考量。 第八章 材料的失效分析与断裂力学基础 理解材料为何以及如何失效是保障工程安全的关键。本章将系统介绍疲劳、蠕变和断裂这三大主要的失效模式。在疲劳方面，我们将分析S-N曲线、高周疲劳与低周疲劳的差异，并引入Paris定律描述裂纹扩展速率。断裂力学部分将从Griffith理论出发，建立线弹性断裂力学（应力强度因子K）和弹塑性断裂力学（J积分）的桥梁，用于评估结构在存在缺陷时的安全性。 第九章 材料的表征与性能测试方法 本章介绍现代材料科学研究与质量控制中不可或缺的实验技术。我们将详细讲解用于结构分析的技术：X射线衍射（XRD）用于晶体结构和残余应力分析；扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于微观形貌和晶体结构的高分辨观察。在性能测试方面，将涵盖标准化的拉伸试验、冲击韧性测试（如Charpy V型缺口）、硬度测试以及动态力学分析（DMA）等关键方法，强调如何从测试数据中正确推导出材料的工程参数。 第十章 材料的电学、磁学与光学性能 本章扩展至功能材料领域。针对电学性能，我们将解释导体、半导体（能带理论基础）和绝缘体的工作原理。磁学部分将分析铁磁性、抗磁性和顺磁性的微观来源，并介绍软磁材料和硬磁材料的应用。光学材料部分则侧重于材料的吸收、透射和散射机制，为光学元件和光电子器件的材料选择提供理论支持。 本书旨在为未来的工程师提供坚实的理论基础和解决实际问题的能力，强调从原子尺度到宏观性能的完整理解。
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