具体描述
design of machine elements is particularly written for bilingual machine design course to chinese students with a balanced consideration of the basic requirements of the course and the students' english proficiency.hopefully the students can learn not only the skills of machine design but also the usage of english, thus strengthening their ability of solving practical mechanical engineering problems and meeting the challenge of globalization. there are thirteen chapters in this book.
《工程材料学基础》 本书内容简介： 《工程材料学基础》是一本系统阐述工程材料基本原理、分类、性能、应用及发展趋势的著作。本书旨在为读者构建一个坚实的材料科学知识体系，帮助理解材料与工程设计之间不可分割的联系，从而为后续更专业的材料应用和研究打下坚实基础。本书内容丰富，理论讲解深入浅出，结合大量工程实例，力求使读者能够从宏观到微观，从基础理论到实际应用，全面掌握工程材料的相关知识。 第一篇 材料的基本概念与分类 本篇首先从最基础的层面出发，解释什么是工程材料，以及材料在现代工程技术中的重要地位。我们将探讨材料的基本构成单位，如原子、分子、晶体结构等，并引入描述材料宏观性能的各种基本概念，如强度、硬度、韧性、塑性、弹性等。 随后，本书将对工程材料进行系统性的分类。我们将按照材料的化学组成和微观结构，将其划分为四大类：金属材料、高分子材料、无机非金属材料和复合材料。 金属材料部分，将重点介绍金属的原子结构、晶格类型，以及金属材料的独特性能，如高强度、高塑性、导电导热性等。我们将深入探讨不同类型的金属合金，如钢铁、铝合金、铜合金、钛合金等，并分析其性能特点和应用领域。 高分子材料部分，将聚焦于有机高分子化合物的结构、性能和加工方法。我们将介绍聚合物的分子链结构、交联、结晶等对其宏观性能的影响。本书会详细讲解各种常见高分子材料，包括塑料、橡胶、纤维等，并阐述它们在包装、纺织、汽车、电子等领域的广泛应用。 无机非金属材料部分，将涵盖陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等。我们将探讨这些材料的化学组成、晶体结构以及易碎性、高熔点、优异的绝缘性和耐腐蚀性等特点。书中将分析各种无机非金属材料的制备工艺和在建筑、航空航天、能源等领域的关键作用。 复合材料部分，将介绍由两种或两种以上不同材料组成的、具有单一材料所不具备的优异性能的材料。我们将重点讲解纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料等，并分析其高比强度、高比刚度等优势，以及在航空航天、体育用品等高端领域的应用前景。 第二篇 材料的结构与性能 本篇将深入剖析材料的微观结构与其宏观性能之间的内在联系。我们将详细介绍各种晶体缺陷，如空位、间隙原子、置换原子、位错等，并阐述它们对材料力学性能（如强度、硬度、塑性变形）的影响。 金属材料部分，将重点关注金属的相变、晶粒组织及其对性能的影响。我们将介绍固溶体、化合物、相图等概念，并解释热处理工艺（如退火、淬火、回火、正火）如何通过改变材料的微观组织来优化其力学性能。 高分子材料部分，将深入探讨聚合物的链结构、分子量、结晶度、玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）等对其力学、热学和光学性能的影响。我们将分析取向、交联等结构特征对高分子材料性能的调控作用。 无机非金属材料部分，将聚焦于材料的晶体结构、微观缺陷以及晶界等对陶瓷、玻璃等材料的脆性、强度和介电性能的影响。 复合材料部分，将分析界面结构、基体与增强体之间的相互作用如何决定复合材料的整体性能，以及各种失效模式（如纤维断裂、基体开裂、界面脱粘）。 第三篇 材料的力学性能与测试 本篇将系统介绍工程材料在受力作用下表现出的各种力学性能，并阐述相应的测试方法。 强度：我们将详细讲解抗拉强度、屈服强度、抗压强度、抗弯强度等概念，并介绍拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等测试方法。 硬度：我们将介绍洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等不同硬度标尺，并阐述相应的硬度计及其测试原理。 塑性与韧性：我们将讲解伸长率、断面收缩率等表征塑性的指标，并重点介绍冲击试验（如夏比冲击试验）和断裂韧性测试，以评估材料的韧性，特别是其在低温或有缺陷情况下的抗脆性断裂能力。 疲劳性能：我们将探讨材料在循环载荷作用下发生断裂的现象，介绍S-N曲线、疲劳极限等概念，并概述疲劳试验的方法。 蠕变性能：我们将解释材料在恒定载荷作用下随时间推移发生的缓慢变形，介绍蠕变曲线、蠕变极限等，并说明高温环境下蠕变性能的重要性。 磨损性能：我们将介绍磨损的机理，以及硬度、表面粗糙度等因素对磨损的影响。 第四篇 材料的物理性能与环境影响 本篇将探讨材料在各种物理环境下的行为，以及材料在实际应用中可能面临的环境因素。 热学性能：我们将介绍热导率、比热容、热膨胀系数等，并分析它们在隔热、传热等工程应用中的重要性。 电学性能：我们将区分导体、绝缘体、半导体，并介绍电阻率、介电常数、击穿电压等参数，以理解材料在电气工程中的应用。 磁学性能：我们将介绍磁性材料的分类（如软磁、硬磁），以及磁导率、矫顽力等参数。 光学性能：我们将讨论材料的透光性、反射性、折射率等，以及它们在光学器件中的作用。 腐蚀与防护：我们将深入研究金属材料的电化学腐蚀机理，以及氧化、侵蚀等对其他材料的影响。本书还将介绍各种防腐蚀措施，如涂层、合金化、电化学保护等。 环境适应性：我们将探讨材料在高温、低温、潮湿、辐射等极端环境下的性能变化，以及材料的老化机理。 第五篇 材料的选择与应用 本篇将把理论知识与实际工程需求相结合，指导读者如何根据具体工程项目的要求，选择最合适的材料。 材料选择的原则：我们将介绍基于性能要求、成本、加工性、可靠性、环保性等方面的综合考虑。 典型工程领域的材料应用：我们将通过具体的案例分析，展示材料在航空航天、汽车制造、能源开发、建筑工程、医疗器械、电子信息等领域的典型应用。例如，在航空航天领域，我们将分析钛合金、铝合金、复合材料在飞机结构中的应用；在汽车制造领域，我们将探讨高强度钢、铝合金、塑料在车身、发动机等部件中的使用。 新材料的开发与发展趋势：本书将简要介绍智能材料、生物材料、纳米材料等前沿材料领域的研究进展，并展望材料科学的未来发展方向，如绿色材料、功能材料、极端环境材料等。 总结： 《工程材料学基础》不仅仅是一本教材，更是一本帮助读者建立材料科学全局观的指南。通过对材料基本概念、结构、性能、测试以及应用等方面的全面介绍，本书旨在培养读者独立分析问题、解决问题的能力，使其能够更好地理解和应用材料科学的知识，为未来的工程设计与技术创新贡献力量。本书适合机械、材料、工程等相关专业的学生、研究人员以及从事工程设计和制造的工程师阅读。
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