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出版者:化學工業齣版社

作者:祁紅誌 編

出品人:

頁數:363

译者:

出版時間:2007-9

價格:38.00元

裝幀:

isbn號碼:9787122009029

叢書系列:

圖書標籤:

• 機械製圖
• 工程製圖
• 機械工程
• 圖學
• 製圖基礎
• CAD
• 繪圖
• 技術圖紙
• 機械設計
• 工業設計

工業設計中的材料科學與工程：從概念到實物的跨越 作者： [此處可留空或填寫虛構作者名，例如：王力 教授/李明 工程師] 齣版社： [此處可留空或填寫虛構齣版社名，例如：精工技術齣版社/未來製造學院] --- 內容簡介： 在當代快速迭代的工業設計與産品開發領域，僅僅依賴對幾何形狀和視覺美學的追求已遠遠不能滿足市場對高性能、高可靠性及可持續性的苛刻要求。《工業設計中的材料科學與工程》是一本深入探討如何將前沿材料知識係統性地融入産品設計、製造與生命周期管理的全方位專業著作。本書旨在架起設計師的創意思維與工程師的材料基礎知識之間的橋梁，確保每一個設計決策都能基於對材料屬性、加工特性及環境影響的深刻理解。 本書內容並非聚焦於傳統機械結構圖紙的繪製與規範，而是著眼於“為什麼選擇這種材料”和“這種材料如何影響最終産品的性能、成本與可持續性”這兩個核心問題。全書結構嚴謹，內容覆蓋從基礎理論到前沿應用的完整知識鏈條，適用於工業設計師、産品工程師、材料科學傢以及相關專業的學生和研究人員。 第一部分：材料科學基礎與設計思維的融閤（Foundations and Integration） 本部分為後續深入探討奠定堅實的理論基礎，強調材料知識在設計初期決策中的重要性。 第一章：設計驅動的材料選擇原則 本章首先摒棄瞭傳統“先畫圖、後選材”的綫性模式，提齣“需求導嚮、材料先行”的設計哲學。詳細闡述瞭機械性能（強度、剛度、韌性、疲勞壽命）、物理性能（密度、導熱/電性、熱膨脹係數）以及化學性能（耐腐蝕性、抗氧化性）如何在設計輸入階段進行量化評估。特彆討論瞭多目標優化（Multi-Objective Optimization）中材料參數的權重分配策略。 第二章：材料的微觀結構與宏觀性能解讀 深入解析瞭晶體結構、晶界、缺陷（點缺陷、綫缺陷、麵缺陷）如何直接影響材料的宏觀力學行為。探討瞭不同熱處理工藝（退火、正火、淬火、迴火）對材料組織結構和最終性能的精準調控，使讀者能夠根據設計目標，反嚮推導所需的微觀結構狀態。 第三章：工程陶瓷與玻璃材料的特性與應用邊界 區彆於金屬材料，本章詳細分析瞭氧化物、非氧化物陶瓷（如氮化矽、碳化矽）的極高硬度、耐高溫性和優異的絕緣性。重點討論瞭陶瓷材料的脆性挑戰，以及如何通過縴維增強、梯度材料設計等手段，拓寬其在高端傳感器、耐磨部件和生物醫學植入物中的應用範圍。 第二部分：高分子、復閤材料與增材製造的革命（Polymers, Composites, and Additive Manufacturing） 隨著輕量化和功能集成成為主流趨勢，本部分聚焦於創新材料體係在現代産品中的應用潛力。 第四章：工程塑料與彈性體的本構行為分析 係統梳理瞭熱塑性塑料（如PC, PA, PEEK）和熱固性樹脂（如環氧樹脂、酚醛樹脂）的粘彈性行為。詳細講解瞭蠕變、應力鬆弛和環境應力開裂（ESC）現象，這些是塑料部件在長期服役中失效的主要原因。此外，還涵蓋瞭橡膠和彈性體的動態力學性能，適用於減震和密封設計。 第五章：先進復閤材料的設計與界麵控製 復閤材料是實現超高性能輕量化的關鍵。本章深入剖析瞭縴維增強復閤材料（FRC）的各嚮異性力學特性。重點講解瞭碳縴維、玻璃縴維、芳綸縴維與不同基體（樹脂、金屬、陶瓷）的結閤機製。設計內容側重於鋪層設計（Layup Design）對結構強度和剛度的影響，以及如何通過優化縴維取嚮來抵抗特定載荷方嚮。 第六章：增材製造（3D打印）材料的選擇與後處理 本章緊密結閤當前最熱門的製造技術。對比瞭選擇性激光燒結（SLS）、熔融沉積建模（FDM）、定嚮能量沉積（DED）等工藝對材料性能的影響。強調瞭增材製造過程中殘餘應力、孔隙率與各嚮異性對最終産品性能的削弱作用，並提供瞭優化打印參數和進行後續熱/機械後處理的指導方案。 第三部分：麵嚮性能與環境的可持續性工程（Performance and Sustainability Engineering） 本部分將視角擴展到産品全生命周期，探討材料在成本控製、環境影響及功能集成方麵的深層次考量。 第七章：連接件與界麵工程：膠接、焊接與機械連接 一個産品的性能往往受限於其連接點的強度。本章摒棄瞭簡單的圖示說明，轉而深入分析不同連接方式下的應力集中和疲勞行為。詳細討論瞭結構膠粘劑的剪切強度、疲勞壽命預測模型，以及激光焊接、超聲波焊接在異種材料連接中的應用局限性。 第八章：材料的失效分析與壽命預測模型 基於材料科學的視角，本章教授如何從微觀層麵理解疲勞、斷裂、磨損和腐蝕的機理。引入瞭斷裂力學基本概念，如應力強度因子和斷裂韌度，用於評估缺陷對結構安全性的影響。提供基於S-N麯綫和Miner綫性纍積損傷理論的疲勞壽命預測方法，並結閤實際案例分析瞭失效模式的辨識流程。 第九章：可持續性材料與循環經濟設計 在設計階段融入環境責任是現代工程的必然要求。本章探討瞭生命周期評估（LCA）的基本框架，重點分析瞭材料的能量消耗、碳足跡和水足跡。深入研究瞭可迴收材料（如再生鋁、再生塑料）的性能退化問題，以及如何設計易於拆解（Design for Disassembly, DfD）的産品結構，以提高材料的迴收效率和價值。 第十章：功能性材料與智能響應 展望未來，本章介紹瞭將傳感、驅動或自修復功能集成到結構材料中的前沿技術。包括壓電材料在能量收集中的應用、形狀記憶閤金（SMA）在可變幾何結構中的潛力，以及導電聚閤物在柔性電子産品中的作用。 --- 本書特色： 1. 實踐導嚮的案例分析： 穿插大量真實工業産品（如高端運動器材、電動汽車電池包、精密醫療器械）的材料選型決策分析，展示理論知識如何解決實際工程難題。 2. 跨學科的知識融閤： 深度整閤瞭材料熱力學、固態物理、製造工藝學和人體工程學的基礎知識，為讀者構建全麵的産品開發知識圖譜。 3. 定量分析工具強調： 提供瞭多種用於材料性能評估和預測的數學模型和軟件應用思路，而非停留在定性描述層麵。 4. 圖錶與微觀結構圖片豐富： 采用大量高質量的SEM、TEM微觀結構圖、XRD衍射圖譜和力學測試麯綫，幫助讀者直觀理解材料的內在邏輯。 本書是緻力於創造持久、高效、環保産品的工程師和設計師不可或缺的參考手冊。它將引導您超越圖紙的二維限製，進入材料的四維世界——三維空間加上時間維度下的性能演變。

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這本書簡直是為我這種對手繪完全沒概念的人量身定做的！我一直對那些復雜的機械圖紙望而生畏，覺得那是工程師纔能看懂的天書。但是這本《機械製圖》完全打破瞭我的固有印象。它不是那種乾巴巴的理論堆砌，而是充滿瞭生動的圖例和循序漸進的講解。我記得最開始接觸投影法的時候，腦子裏一片漿糊，但作者用非常形象的比喻，把三視圖的原理講得清清楚楚。比如，它會用一個具體的零件，從不同方嚮去觀察，然後告訴你這個觀察到的形狀如何轉化成二維的綫條和符號。更讓我驚喜的是，書裏對一些細節的處理，比如剖視圖、斷麵圖的畫法，都配有清晰的步驟分解圖。我不是科班齣身，但這書讓我感覺好像身邊有個耐心的老師在一步步指導。讀完前幾章，我已經敢於拿起尺規試著自己畫一些簡單的幾何體瞭，那種“我終於懂瞭”的成就感，真是太棒瞭。它沒有急於展示高深的技巧，而是先把基礎打得無比紮實，對於自學者來說，這簡直是福音。

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說實話，我當初買這本《機械製圖》完全是抱著試試看的心態，因為它看起來有點厚重，擔心內容會過於偏嚮傳統機械。然而，閱讀體驗完全齣乎意料地“現代化”。它並沒有完全停留在傳統的鉛筆繪圖階段，而是巧妙地融入瞭現代計算機輔助設計（CAD）的思維。雖然它教授的是製圖的基本原理，但這些原理是跨越工具的。書中在講解完基礎的綫型、尺寸標注後，會穿插一些關於如何將這些手工繪製的邏輯高效地轉化為CAD模型草圖的思路。比如，對基準的選擇和尺寸鏈的建立，書中的講解非常契閤CAD建模的邏輯順序。這讓這本書的“保質期”大大延長瞭，它教的不是某個軟件的操作，而是工程錶達的底層邏輯。對於正在從二維繪圖嚮三維建模過渡的學習者來說，這種理論與實踐的橋梁搭建得非常到位，避免瞭直接上手軟件可能産生的“知其然而不知其所以然”的睏境。

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作為一個結構設計愛好者，我追求的是一種優雅和高效的錶達方式，而這本《機械製圖》給我的感覺就是“剋製而精準”。它沒有冗餘的廢話，每一句話似乎都是經過深思熟慮的。我尤其喜歡它對視圖錶達的深入探討，特彆是對於復雜麯麵和復雜結構的錶達技巧。書中不僅展示瞭如何使用標準的投影方法，還花瞭大篇幅講解瞭在實際工程中，為瞭簡化錶達和提高效率，設計師們會采用哪些“取巧”但完全閤規的錶達手法，比如局部放大圖、鏇轉剖視圖的運用時機。這使得這本書的實用性遠遠超齣瞭教科書的範疇。讀起來就像是在聽一位經驗豐富的老工程師在傳授“看傢本領”。對於我這種需要經常與製造部門溝通的人來說，這本書極大地提高瞭我的“溝通效率”，因為我能用圖紙的語言與他們進行精確對話，減少瞭誤解的可能。

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我是在職業技能提升的壓力下開始翻閱這本《機械製圖》的。坦白說，市麵上同類的教材多如牛毛，但很多都停留在“教你怎麼畫”的層麵，卻很少深入講解“為什麼要這麼畫”背後的標準和邏輯。這本書的厲害之處就在於，它不僅僅是一本操作手冊，更像是一本“行業規範解讀”。作者對國傢標準（GB）的引用非常到位，講解每一條注、每一個符號時，都會給齣明確的行業背景和應用場景。我特彆欣賞它對公差與配閤那一章的處理，邏輯非常嚴謹，把復雜的數值和圖示關係梳理得井井有條。以前我總是機械地記住那些符號，現在我能理解為什麼某個配閤需要那樣的精度等級，這對於後續的零件選型和加工指導至關重要。這本書的排版也極具專業感，圖文比例恰到好處，不會讓人在海量信息中迷失方嚮。如果你想從“會看圖”進階到“能理解圖紙的工程意圖”，這本書是繞不過去的坎。

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這本書的價值，我覺得體現在它對“工程思維”培養的深刻影響上。閱讀過程中，我逐漸意識到，機械製圖絕不僅僅是畫綫和寫數字的遊戲，它是一種建立在空間想象力之上的精確交流方式。書中對視圖間的相互關係，特彆是不同投影麵之間的邏輯關聯的闡述，極其到位。我記得有一個章節專門討論瞭零件的定位與裝配關係如何通過不同的剖視圖來清晰展示，這讓我對“閱讀”圖紙的能力有瞭質的飛躍。我以前看圖總是要反復想象，現在能迅速在腦海中構建齣零件的立體模型，甚至能預判齣加工難度。這種思維的轉變，是任何速成教程都無法給予的。作者以極其嚴謹和客觀的筆觸，構建瞭一個完整的製圖世界觀，讓人在學習技術細節的同時，潛移默化地接受瞭工程師嚴謹、細緻、追求零誤差的工作態度。這本書，與其說是工具書，不如說是一本關於“如何精確思考”的入門指南。

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