机械工程材料手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:李春胜

出品人:

页数:730

译者:

出版时间:2007-1

价格:79.00元

装帧:

isbn号码:9787121032561

丛书系列:

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• 机械工程
• 材料科学
• 工程材料
• 金属材料
• 非金属材料
• 材料手册
• 工程技术
• 机械设计
• 材料选择
• 工业工程

现代航空航天复合材料应用与性能评估 本书聚焦于当代航空航天领域对高性能复合材料的迫切需求与前沿应用，系统阐述了先进纤维增强树脂基复合材料（FRCs）、金属基复合材料（MMCs）以及陶瓷基复合材料（CMCs）的最新发展、制造工艺、力学性能表征及其在极端环境下的服役行为。 --- 第一章：航空航天复合材料的战略地位与发展脉络 本章首先追溯了复合材料在航空航天工业中替代传统金属材料的驱动力，核心在于对减轻结构重量、提高比强度和比模量、增强抗疲劳和抗腐蚀能力的极致追求。我们将深入分析不同代际复合材料的技术演进路线，从早期的玻璃纤维增强材料，过渡到以碳纤维和高性能树脂为代表的第二代材料，直至当前以纳米结构增强体和自修复功能材料为标志的第三代前沿研究方向。本章还将探讨复合材料在军用和民用航空器，特别是高超音速飞行器、新一代战斗机、以及新一代运载火箭结构中的战略部署价值。 核心内容涵盖： 轻量化设计驱动力： 结构效率与燃油经济性的定量关系分析。 材料体系的代际划分： 基于增强体和基体材料的分类与特性对比。 全球研发格局： 主要国家和企业在下一代航空航天复合材料领域的布局。 --- 第二章：高性能树脂基复合材料（FRCs）的基体与增强体技术 树脂基复合材料因其优异的比强度和相对较低的制造成本，仍是航空结构的主流选择。本章将细致剖析高性能树脂基体的化学结构、固化动力学及其对宏观性能的影响。重点分析了环氧树脂、聚酰亚胺（PI）、双马来酰亚胺（BMI）以及氰酸酯树脂在不同温度和湿热环境下的适用性。 在增强体方面，本书详述了T700、T800、T1000级别碳纤维的制备工艺（从PAN/沥青基到新型石墨烯改性纤维），以及芳纶纤维在抗冲击结构中的应用。特别关注了纤维/界面优化技术，包括表面处理、尺寸效应以及梯度铺层设计对层间剪切强度（ILSS）和抗分层性能的提升机制。 关键技术点： 树脂基体的热力学与玻璃化转变温度（Tg）控制。 预浸料制备技术： 浸渍、热压成型工艺窗口的精确控制。 非线性力学行为： 纤维/基体脱粘、基体开裂及损伤演化模型。 --- 第三章：先进制造工艺与质量保证体系 复合材料的性能高度依赖于制造工艺。本章系统梳理了航空航天级部件制造中采用的精密成型技术，强调了如何通过工艺参数控制来消除微观缺陷（如孔隙率、未浸润区）。 详细阐述了热压罐（Autoclave）工艺的温度/压力曲线优化，树脂传递模塑（RTM）/真空辅助树脂传递模塑（VARTM）在复杂三维结构件制造中的应用挑战与解决方案，以及快速固化技术在维修和快速原型制作中的发展。 质量控制部分，本书侧重于无损评估（NDE）技术在复合材料检测中的应用，包括超声C扫描、相控阵超声（PAUT）技术在厚壁结构缺陷定位上的精度提升，以及热成像技术对固化不完全区域的识别。 工艺与检测聚焦： 自动化铺放（AFP/ATL）技术： 提高铺层精度与减少人工干预。 低粘度树脂体系的流动性模拟与预测。 关键缺陷的尺寸标准与适航性评估标准。 --- 第四章：金属基与陶瓷基复合材料的极端环境应用 针对航空发动机燃烧室、涡轮叶片以及再入式航天器热防护系统（TPS）的要求，本章深入探讨了金属基复合材料（MMCs）和陶瓷基复合材料（CMCs）的性能与前景。 MMCs部分： 重点分析了SiC/Al、TiB/Ti等材料在提高材料刚度和耐磨性方面的优势，以及它们在刹车系统和发动机进气道结构中的应用潜力。讨论了反应熔渗法和粉末冶金技术在控制界面反应和实现均匀分散上的技术难点。 CMCs部分： 鉴于CMCs卓越的耐高温、抗氧化性能，本章着重分析了碳化硅纤维增强碳化硅基复合材料（SiC/SiC）的三维编织结构设计和化学气相渗透（CVI）技术。详述了SiC基材料在高温蠕变、热循环下的断裂韧性机制，以及如何通过裂纹偏转和桥接效应实现“线损耗”而非“面损耗”的失效模式。 极端环境挑战： 抗氧化涂层技术： 针对CMCs在1400°C以上环境下的保护策略。 MMCs的界面兼容性与热膨胀失配问题。 CMCs的成本控制与规模化生产的瓶颈分析。 --- 第五章：复合材料的服役损伤、疲劳与结构健康监测（SHM） 复合材料的损伤识别和预测是确保航空器安全飞行的核心。本章系统阐述了复合材料疲劳（高周/低周）与渐进式损伤累积的物理机制，包括微裂纹萌生、扩展及最终的结构失效路径。 在结构健康监测（SHM）方面，本书重点介绍了嵌入式传感技术，如光纤布拉格光栅（FBG）阵列在实时应变和温度监测中的应用，以及压电材料（PZTs）作为激励源和接收器在声发射（AE）技术中对内部损伤源的准确定位方法。讨论了基于机器学习算法的SHM数据处理流程，旨在实现对复合材料结构早期、微小损伤的自动识别与预警。 损伤与监测技术深度剖析： 冲击损伤（Barely Visible Impact Damage, BVID）的残余强度预测模型。 湿热老化对材料长期性能的衰减规律。 传感器集成技术： 如何在不影响主结构性能的前提下，实现传感器的可靠嵌入。 --- 附录：航空航天复合材料的标准化与规范 本附录汇集了国际上关于复合材料设计、测试和认证的关键标准（如ASTM、SAE AMS系列），为工程师和研究人员提供了一个快速查询和参考的工具，确保材料的研发与应用符合最严格的适航要求。 --- 本书旨在为航空航天工程师、材料科学家以及从事先进结构设计的高级工程技术人员提供一本内容翔实、侧重前沿应用的专业参考书，深入理解并驾驭高性能复合材料在下一代飞行器设计中的巨大潜力。

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我注意到这本书在无机非金属材料（如陶瓷和玻璃）的介绍上，内容深度明显不足，或者说覆盖面太广而不够聚焦。在机械工程领域，高性能陶瓷（如氮化硅、碳化硅）在耐磨、耐热场合的应用日益增多，我本希望这本书能提供详尽的烧结工艺对最终性能影响的对照表，以及不同环境下的摩擦磨损系数数据。然而，这部分内容显得非常零散和概括性，很多关键的陶瓷材料的断裂面形貌分析图是模糊的灰度照片，对比度很低，难以辨识其微观特征。反观对金属合金的描述，则细致到了不同炉次的批次差异性讨论，这种不平衡让我在需要查找陶瓷数据时感到非常失望。如果说这本书的强项在于传统黑色金属和部分先进合金，那么它在面向更广泛的工程材料需求（特别是功能性材料和结构陶瓷）的覆盖上，显得力不从心，显得不够全面和平衡。它更像是一本“钢铁工程师的材料参考”，而不是一本面向“综合机械工程师”的综合手册。

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拿到这本书的时候，我最直观的感受是它在“前沿探索”方面的投入远超“工程应用”。我期待的是一本能清晰对比不同材料在特定工况下性能优劣的对比手册，比如在极端低温环境、高频交变应力或特定化学介质腐蚀下的表现对比。然而，这本书花了大量的篇幅去介绍那些我接触不到的尖端材料，例如某些新型复合材料的制备机理，以及纳米尺度下的材料行为。这些内容固然代表了学科的未来方向，但对于我们这些主要处理传统金属材料和成熟聚合物的工程师来说，显得有些“高屋建瓴”了。我翻阅了关于铝合金的部分，发现它对传统6061或7075的介绍相对简略，远不如它对那些还在实验室阶段的金属间化合物或者高熵合金的描述来得细致入微。这种内容配比让我感觉，作者似乎更侧重于展示研究的前沿成果，而不是系统性地整理和归纳工程实践中最常用的、最稳定的材料体系的“最佳实践”数据。结果就是，需要查找的常用数据，反而需要多翻几页才能找到，而那些鲜为人知的“新星材料”的详细数据却摆在了最显眼的位置。这本书更像是一本面向材料科学研究生的教材，而非面向一线工程师的“操作指南”。

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这本书的图文排版风格，怎么说呢，充满了上个世纪八十年代的技术文献的遗风。大量的表格和黑白示意图占据了版面，字体选择偏小且略显拥挤，这对于长时间阅读来说是个不小的挑战。我特别关注了关于疲劳性能和断裂韧性的部分，这部分数据对于结构设计至关重要。虽然书中标注了大量的S-N曲线和应力强度因子K_IC值，但很多曲线图的坐标轴刻度模糊，缺乏清晰的单位标识或关键点标注，需要配合文本部分反复对照才能理解其含义。更令人费解的是，某些关键的经验公式和设计准则，并非以独立模块的形式呈现，而是深埋在长篇的理论推导之中，使得我们很难快速提取出可直接用于计算的数学模型。相比之下，我更喜欢现代工程手册那种清晰的模块化设计：左页是图表数据，右页是关键公式和应用限制说明。这本书更像是把所有东西一股脑塞进去，期待读者自己去梳理和筛选。对于视力要求高，且耐心有限的读者来说，这绝对是一场视觉和耐心的考验。

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购买这本书的主要目的是希望建立一个可靠的、权威的材料性能数据库，以便在不同标准体系（如国标GB、美标ASTM、德标DIN）之间进行快速换算或交叉验证。这本书虽然提到了不同标准的引用，但它更倾向于详细介绍某一特定标准下的测试方法和结果解释，而非提供一个直观的“标准对照表”。例如，我想知道某个特定牌号的不锈钢在ASTM体系中的等效材料是什么，需要花费大量时间在不同章节之间跳转，查找各个标准体系下的化学成分和力学性能的对应关系。它没有提供一个统一的、经过验证的换算系数或矩阵。此外，书中对新出现的增材制造（3D打印）材料的性能数据收录相对滞后，相关的热影响区变化、各向异性性能对比等关键信息几乎没有涉及。这使得这本书的“手册”时效性大打折扣，在快速迭代的现代制造业背景下，一本数据更新缓慢的参考书，其价值的衰减速度是惊人的。我需要的是能与时俱进，能够清晰标注数据采集年份和测试方法的权威指南，而这本书在这些方面显得有些保守和滞后。

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这本《机械工程材料手册》的厚度真是让人望而生畏，感觉像是搬回了一块砖头。我原本是希望找到一本能快速解决我日常工作中遇到的材料问题的实用工具书，比如快速查一下某个常用合金的抗拉强度或者耐腐蚀性指标。结果呢，这本书的排版和内容组织方式，更像是一部详尽的学术专著，而不是一本“手册”。里面有大量关于材料微观结构、晶体学理论以及复杂热处理工艺的深入论述。虽然这些内容从理论深度上来说无可挑剔，但对于我这种需要即时决策的工程师来说，寻找一个关键数据点，简直像是在迷宫里寻宝。我花了很长时间才习惯于它那种百科全书式的编排，每一个章节都恨不得把某个材料体系的前世今生都讲个透彻。它的数据图表非常详尽，涵盖的参数也极其全面，但索引系统的设计似乎没有充分考虑到“快速查找”的需求。我更倾向于那种按照材料类别和应用场景进行分类的结构，这本书的分类逻辑似乎更偏向于材料的化学成分和制备工艺，这使得我检索起来效率大打折扣。总而言之，如果你的目的是进行深入的研究或者写一篇综述，这本书无疑是宝库，但若你只是想在十分钟内确定某个螺栓应该用什么牌号的钢，你可能需要更精简的参考资料。

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