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出版者:同济大学出版社

作者:吴家龙

出品人:

页数:534

译者:

出版时间:1993-9

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787560812458

丛书系列:

图书标签:

• 弹性力学
• 材料力学
• 固体力学
• 结构力学
• 应力分析
• 变形分析
• 力学
• 工程力学
• 机械工程
• 土木工程

《工程材料手册》 本书旨在为工程师、技术人员以及对材料科学有深入了解需求的读者提供一本全面、实用的参考指南。它涵盖了从基础概念到实际应用的广泛内容，旨在帮助读者理解不同工程材料的性质、行为及其在设计和制造过程中的选择依据。 第一部分：材料基础理论 本部分将从微观层面深入剖析材料的本质。我们将探讨原子结构、晶体结构以及它们如何影响宏观材料性能。从金属的位错理论到聚合物的长链结构，再到陶瓷的离子和共价键合，我们将逐一阐述这些微观特征与材料力学性能、热性能、电性能等之间千丝万缕的联系。 原子与分子结构： 介绍元素周期表、原子轨道、化学键的类型（离子键、共价键、金属键、范德华力）及其对材料结合力的影响。 晶体结构与非晶态： 详细讲解常见金属晶体结构（如面心立方、体心立方、密排六方），并介绍晶界、孪晶等缺陷对材料性能的影响。同时，探讨非晶态材料（如玻璃、某些聚合物）的结构特点。 材料中的缺陷： 详细阐述点缺陷（空位、填隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、畴界）的存在及其对材料强度、塑性、扩散等关键性能的影响。 第二部分：主要工程材料类别及其性能 本部分将系统介绍几大类核心的工程材料，重点阐述它们的组成、微观结构、关键性能以及主要的优缺点。 金属及其合金： 黑色金属： 详细介绍钢铁（碳钢、合金钢）的相变、热处理（退火、正火、淬火、回火）对组织和性能的影响。讨论不同合金元素（如铬、镍、钼、锰）的加入如何改善钢的强度、硬度、耐腐蚀性等。 有色金属及其合金： 涵盖铝合金、铜合金、镁合金、钛合金等。分析其独特的性能优势（如轻质、导电性、耐腐蚀性），并介绍常见的合金化和热处理工艺。 聚合物材料： 热塑性聚合物： 解释其线形或支化链结构，以及加热时软化、冷却时固化的特性。介绍常见的聚合物如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚酯（PET）等，并探讨其应用领域。 热固性聚合物： 阐述其三维网状交联结构，以及加热时固化、冷却后不再软化的特性。介绍酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯等，并分析其高强度、耐高温等特点。 弹性体： 介绍具有高弹性的聚合物，如天然橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶等，分析其分子链的缠绕和回复机制。 陶瓷材料： 传统陶瓷： 讲解氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）、氮化物陶瓷（如氮化硅）、碳化物陶瓷（如碳化硅）等的结构和性能。分析其高硬度、高耐温性、优良的绝缘性，以及脆性特点。 先进陶瓷： 介绍功能性陶瓷，如压电陶瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷等，探讨其在电子、传感器领域的应用。 复合材料： 纤维增强复合材料： 详细介绍碳纤维增强聚合物（CFRP）、玻璃纤维增强聚合物（GFRP）等，分析纤维与基体之间的界面作用、增强机制及其高比强度、高比刚度的优势。 颗粒增强复合材料： 介绍金属基复合材料、陶瓷基复合材料中颗粒增强的应用。 第三部分：材料的力学性能表征 本部分将聚焦于如何量化和理解材料在受力作用下的行为。 强度与硬度： 介绍抗拉强度、屈服强度、抗压强度、弯曲强度等概念，以及硬度测试方法（洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度）。 塑性与韧性： 解释材料发生永久变形的能力（塑性）和抵抗断裂的能力（韧性），以及伸长率、断面收缩率、冲击韧性等指标。 疲劳与蠕变： 详细阐述材料在循环载荷作用下的疲劳失效机理、S-N曲线以及蠕变在高温下的发生原因和影响。 断裂力学基础： 介绍断裂韧度、应力强度因子等概念，为理解材料在裂纹存在下的承载能力提供理论基础。 第四部分：材料的选择与应用 本部分将引导读者将材料理论知识应用于实际工程问题。 材料性能与设计要求匹配： 分析如何根据结构件的受力情况、工作环境（温度、腐蚀性）、使用寿命等要求，选择最合适的材料。 成本与加工性考量： 讨论材料的经济性、易加工性（如切削、焊接、成形）在材料选择中的重要性。 失效分析与预防： 介绍常见的材料失效模式（如过载、疲劳、腐蚀、磨损）及其分析方法，以及相应的预防措施。 可持续性与环境影响： 简要探讨材料的可回收性、环境友好性等现代工程设计中日益重要的议题。 附录 常见工程材料性能数据表： 提供各种金属、聚合物、陶瓷等材料的典型性能参数，便于读者查阅和比较。 材料分类与标准： 介绍国际和国内通用的材料分类体系和相关标准。 本书语言力求严谨而清晰，理论阐述与实际应用相结合，旨在为读者提供一个系统学习和解决工程材料问题的坚实平台。

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我得说，这本聚焦于高级复合材料力学特性的书籍，刷新了我对材料性能极限的认知。它的视角非常独特，它没有把复合材料仅仅看作是纤维和基体的简单叠加，而是将界面行为提升到了一个核心地位。作者对层合板理论（Laminate Theory）的阐述非常详尽，特别是对经典层合板理论（CLT）的局限性进行了深刻的批判，并详细介绍了更高级别的三维剪切变形理论（Refined Shear Deformation Theories）在预测厚板和层间脱粘问题上的优越性。书中对纤维/基体失效模式的分类和描述细致入微，无论是基体开裂、纤维断裂还是界面脱粘，都有详尽的力学模型支撑。最让我印象深刻的是关于疲劳损伤演化模型的章节，作者结合了实验数据和损伤力学，建立了一套可以预测复合材料在长期交变载荷下寿命的预测体系。对于航空航天领域的工程师而言，这本书的价值不可估量，因为它提供的不仅仅是计算方法，更是一种深入理解复合材料内在“脾气”的哲学，让你能更放心地将其推向极限工作状态。

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这本关于断裂力学中韧性材料开裂行为的书籍，以其深厚的理论功底和对实验现象的精准捕捉而独树一帜。它没有将裂纹扩展仅仅看作是一个纯粹的能量释放过程，而是将材料的微观塑性区——即裂尖塑性区——的形成和演化放在了绝对核心的位置。作者对小梁理论（J-积分）的阐述极其到位，特别是对那些在加载过程中发生显著几何非线性的厚重构件，J-积分如何成为衡量应力场奇异性的有效参数，被阐释得非常清晰。我尤其欣赏书中对裂纹尖端应力场理论的系统梳理，从早期的线性弹性断裂力学（LEFM）到如今的弹塑性断裂力学（EPFM），每一步的推进都基于对材料真实响应的深刻理解。书中对“裂纹钝化”和“裂纹尖端塑性软化”的讨论，打破了传统理论的僵硬界限，使得我们能更准确地评估那些在工业应用中常见的、具有高韧性的结构钢材的剩余寿命。这本书的价值在于，它教会你如何用更精细的“手术刀”而不是粗糙的“斧头”去分析材料的致命弱点。

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这本关于流体力学的著作，简直是为那些沉浸在流体运动的奇妙世界中的人量身打造的。它没有像一些教科书那样上来就堆砌晦涩难懂的公式，而是以一种非常直观、甚至带点诗意的方式，引导我们去理解那些看不见的力量是如何塑造我们周围的一切。从水滴的凝聚到湍流的爆发，作者似乎有着一种魔力，能将那些复杂的物理现象描绘得如同发生在眼前的戏剧。书中对边界层理论的阐述尤其精妙，让我这个初学者也仿佛能“触摸”到流体与固体表面相互作用的微妙之处。尤其是对伯努利原理的深入剖析，不再是简单的公式套用，而是结合了丰富的实际工程案例，比如飞机机翼的设计，让人对能量守恒在流动系统中的体现有了全新的认识。而且，作者的叙述节奏把握得极好，既有对基础概念的扎实构建，又不乏对前沿研究的探讨，让人在学习过程中始终保持着好奇心和求知欲。那种深入浅出，却又绝不流于表面的讲解风格，使得即便是面对复杂的纳维-斯托克斯方程，也感觉不再是遥不可及的天书，而是可以被理解和驾驭的工具。它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的老工程师在耳边低语，分享着他对流体世界的深刻洞察。

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这本书对于结构动力学和地震工程领域的贡献是革命性的。我过去总觉得，如何将复杂的非线性振动问题转化为可解的模型是一个巨大的难题，但这本书提供了一套系统且优雅的解决之道。它不仅仅停留于标准的模态分析，而是深入探讨了阻尼理论的最新进展，特别是对粘滞阻尼和材料阻尼的耦合效应进行了非常深入的探讨。我尤其关注了其中关于“软化效应”和“P-Delta效应”在超高层建筑响应分析中的处理方法，作者提出的时间步积分算法，相比传统方法，在保证精度的同时，极大地提高了计算效率，这在处理超大型复杂结构时至关重要。书中对阻尼器（如粘滞流体阻尼器和屈服式阻尼器）的参数化设计和优化过程的描述，简直是教科书级别的范例。它没有回避工程实践中的不确定性，反而引入了概率论和随机振动理论来量化结构在随机荷载下的安全裕度。阅读此书，如同获得了一把开启复杂系统动态控制的金钥匙，它让那些原本令人望而生畏的非线性时程分析，变得可控且富有洞察力。

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我对这本专门探讨材料科学中晶体塑性行为的书籍的评价，必须从其严谨的逻辑结构和宏大的理论视野说起。它没有将材料的变形仅仅归结为微观尺度的原子滑移，而是构建了一个多尺度分析的宏大框架。我特别欣赏作者对位错动力学和晶格畸变之间相互作用的细致建模。书中对不同晶体结构——比如面心立方、体心立方——在应力作用下表现出的差异化响应，进行了详尽的对比和分析，这一点对于从事高端制造和材料设计的工程师来说，无疑是极其宝贵的参考资料。作者对于本构方程的推导过程清晰可见，每一步假设都伴随着充分的物理依据阐述，这避免了许多同类书籍中“黑箱操作”式的推导。更令人称道的是，书中引入了先进的计算模拟方法，如离散元法（DEM）在描述晶界行为上的应用，极大地拓宽了我们对材料在极端条件（如超高温或高应变率）下力学性能的预测能力。这本书的深度，足以让研究生级别的读者进行深入研究，而其详实的图表和案例，也为资深研究人员提供了快速回顾和验证理论模型的平台。它绝不是一本轻松的读物，但每攻克一个难点，都带来巨大的成就感。

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