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页数:317

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出版时间:2009-5

价格:32.00元

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isbn号码:9787811235425

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• 机械设计
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飞跃：现代材料科学前沿探索与应用 图书简介 《飞跃：现代材料科学前沿探索与应用》 并非一本侧重于传统机械传动、零部件设计与强度校核的教科书。它是一部深入探索二十一世纪材料科学领域最激动人心、最具颠覆性潜力的前沿研究与工程应用的综合性著作。本书致力于搭建理论基础与尖端技术之间的桥梁，旨在为材料科学家、工程师、高新技术研发人员以及对未来科技发展充满热情的读者，提供一个全面、深入且具有前瞻性的视野。 本书核心定位与内容范围 本书聚焦于新一代功能材料、智能材料、极端环境材料以及可持续发展材料这四大核心板块，完全避开了机械设计基础课程中关于标准件、机构运动学、失效分析（侧重于传统材料疲劳和断裂）、以及工程图学等传统模块的详细论述。 第一部分：超越晶界——先进结构材料的革新 本部分深入探讨了在应对苛刻工作条件（如超高温、高载荷、强腐蚀环境）时，传统金属材料所面临的瓶颈，并着重介绍了突破这些限制的新型结构材料体系。 超高熵合金（HEA）的结构与性能调控： 详细阐述了HEA的“高熵效应”、“贫组元效应”等独特现象，以及如何通过晶体结构工程（如FCC, BCC, HCP相的控制）来优化其强度、韧性和抗蠕变性能。内容涵盖了基于第一性原理计算的合金设计策略，以及在增材制造（3D打印）中实现复杂HEA构件的工艺挑战与解决方案。 陶瓷基复合材料（CMC）的高温力学： 重点分析了SiC/SiC等高性能CMC在航空发动机热端部件中的应用潜力。讨论了纤维/基体界面设计对材料韧性（增韧机制）的关键作用，以及微裂纹扩展行为的数值模拟方法。 纳米结构材料的强度与塑性： 区别于传统材料的Hall-Petch关系，本书探讨了超细晶和纳米晶材料在加工硬化和超塑性变形中的非经典机制。特别关注了如何通过梯度结构设计来平衡硬度和延展性之间的矛盾。 第二部分：信息与能量的载体——功能材料的智能进化 本部分将目光转向材料如何承载信息、存储能量以及响应外部刺激的能力，这是区别于侧重机械性能的《机械设计基础》最显著的分界线。 自适应与智能材料系统： 深入剖析了形状记忆合金（SMA）的相变热力学与本构模型，重点关注其在驱动器和传感器中的应用，而非仅作为简单连接件。详细讨论了压电、电磁活性材料（如磁致伸缩材料）的能量转换效率优化。 先进储能材料： 聚焦于下一代电池技术。内容包括固态电解质的离子导电机制、锂硫电池正极材料的体积膨胀抑制策略、以及超级电容器用碳基材料（石墨烯、碳纳米管）的比表面积与电化学性能的关联。 光电子与量子材料基础： 探讨了钙钛矿材料在光伏领域的应用前景，涉及其结构缺陷对长期稳定性的影响。也简要介绍了拓扑绝缘体在低功耗电子器件中的潜在价值。 第三部分：极端环境下的生存之道——防护、生物与极端材料 这一部分关注材料在非正常或特殊环境中的表现，以及生物医学领域的应用，这些均超出了传统机械设计所关注的常温常压工况。 表面工程与腐蚀防护新策略： 探讨了非传统防腐蚀涂层，如自修复涂层、超疏水涂层（仿生表面）的制备原理及其在海洋环境下的长期服役性能。分析了应力腐蚀开裂（SCC）的微观机制与抑制方法。 生物相容性与植入材料： 深入研究了金属（如钛合金、镁合金）在体内降解动力学，以及如何通过表面微纳结构修饰来促进骨组织再生（骨整合）。材料的生物惰性与可降解性是本章的核心议题。 极端高温与辐射环境材料： 侧重于核聚变堆、高超音速飞行器所需材料的选择依据。讨论了辐照诱导的材料微观结构变化（如气泡的形成与迁移）对宏观力学性能的负面影响及缓解措施。 第四部分：面向可持续性的材料循环与设计 在可持续发展的全球背景下，本书末部分强调材料的生命周期管理和环境友好型设计。 循环经济下的材料回收技术： 探讨了复杂电子废弃物中贵金属的高效分离技术（如湿法冶金、离子液体萃取），以及高分子材料的化学解聚回收技术。 生物基与可降解聚合物的力学性能： 分析了聚乳酸（PLA）等生物塑料在工程应用中面临的力学性能不足问题，以及如何通过纳米填料或共混改性来提升其强度和耐热性，使其能够替代部分传统塑料。 计算材料学与高通量筛选： 介绍了利用密度泛函理论（DFT）和机器学习（ML）加速新材料的发现过程，优化合成参数，以减少实验试错成本。 读者对象 本书面向具有一定材料学或机械工程背景的本科高年级学生、研究生、工业界材料研发工程师、结构设计人员以及致力于新材料应用的技术专家。本书不要求读者精通《机械设计基础》中的所有设计规范和图示标准，但要求具备基本的工程力学和材料性能知识，以便更好地理解前沿材料在复杂工程问题中的应用逻辑和科学原理。 总结 《飞跃：现代材料科学前沿探索与应用》旨在拓宽读者对于“材料”概念的理解边界，从“结构承载者”拓展到“信息处理者”、“能量转换者”和“环境响应者”。本书提供的知识深度和前沿性，是传统机械设计课程无法涵盖的，它为推动下一代工业革命所需的关键材料创新提供了坚实的理论和应用参考。

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我是在准备考某个行业资格证的时候接触到这本《机械设计基础》的，说实话，一开始我对它的期望值并不高，总觉得这种“基础”类的书，内容难免会有些陈旧或者过于理论化，不够“接地气”。然而，这本书的一些章节处理得相当精妙，尤其是在处理“摩擦与润滑”这一块时，作者没有仅仅停留在理想化的接触面模型上，而是引入了大量的实际工况和常见润滑剂的特性对比，这一点让我眼前一亮。书中对于不同类型轴承的选型和寿命计算，讲解得详略得当，既保证了理论的严谨性，又兼顾了工程实践中的快速决策需求。我印象最深的是，它对“静力矩与动力矩”的平衡分析，用了很多工程图示来辅助说明，这比单纯看文字描述要直观得多，让人感觉仿佛有一个经验丰富的老工程师在旁边手把手地指导你如何进行初步的机构设计。尽管某些高级的动态分析部分略显简略，但作为打基础的读物，它无疑是合格且优秀的。

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说实话，我更偏爱那种带有强烈个人风格和独到见解的教材，而这本《机械设计基础》则像一位教科书式的导师——公平、全面，但略显克制。它涵盖了机械设计中最核心的“五大件”以及各种辅助设计要素，知识体系构建得非常扎实，很少出现模棱两可的结论。让我印象深刻的是它对“可靠性设计”的阐述，这部分内容没有被简化成一个简单的安全系数公式，而是深入探讨了随机变量在机械寿命中的影响，这点对于现代工业制造的质量控制是非常重要的指导思想。然而，在讲解“柔性连接与减振降噪”时，感觉力度稍弱，多以理论推导为主，缺少一些现代工业中常见的复合材料减振方案或主动减振技术的讨论，这使得整本书在面向未来前沿技术时，略微显得有些保守。对于想深入了解现代精密机械设计的人来说，可能需要寻找其他更专业的补充材料来拓宽视野。

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这本书的排版和印刷质量中规中矩，谈不上是艺术品，但至少能保证长时间阅读不会感到视觉疲劳。让我感到惊喜的是，它在某些经典机构的介绍后面，会附带一些历史背景的介绍，比如介绍螺旋传动时，会简单提及一些早期机械师的贡献，这让冰冷的机械原理有了一丝人文的色彩，不至于让读者觉得只是在啃枯燥的数学和物理知识。不过，我个人认为在“弹性体静力学”那一部分的处理上，深度可以再加强一些。目前的内容更多偏向于应力集中和材料选择的经验法则，对于如何运用更先进的有限元分析（FEA）理念来指导设计，提及得比较少，可能受限于成书年代或者定位，略显保守了。如果能增加一两个关于现代设计工具应用的案例分析，那这本书的实用价值会更上一层楼，能更好地衔接后续更专业的进阶课程。

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这本《机械设计基础》的封面设计相当朴实，没有太多花哨的图形，就是那种老派教科书的风格。我翻开目录，感觉内容排布还是挺有条理的，从最基础的材料力学、结构强度开始讲起，然后逐步深入到各种常见的机械传动机构，比如齿轮、带传动、链传动等等。不过，说实话，刚开始看的时候，我还是被那些密密麻麻的公式和理论给镇住了。虽然作者力图用通俗的语言来解释这些复杂的概念，但对于一个初学者来说，理解起来还是需要花费不少时间和精力的。我特别喜欢其中关于“失效分析”那一章，它不仅仅是罗列公式，而是结合实际案例，让我能更直观地理解为什么某些设计会失败，以及如何避免这些问题。这部分内容，我觉得对于将来从事实际工程设计工作的人来说，绝对是宝贵的财富，能让人从“为什么会坏”的角度去思考“如何设计得更好”。总的来说，这是一本内容翔实、体系完整的入门级教材，只是消化吸收需要耐心。

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这本书给我最大的感受是它的“厚重感”。翻开书页，就能感觉到作者在力求全面和严谨。它对于标准件的规范引用非常到位，无论是螺栓连接的预紧力计算，还是弹簧的刚度确定，都有明确的公式和应用边界说明。但正因为追求全面，导致在某些章节的叙述上，流畅度稍显不足。比如在讲述“机构运动分析”时，从速度分析过渡到加速度分析，中间的逻辑跳跃性稍大，我花了相当长的时间来回对照例题理解其间的微小变化。另外，我注意到书中一些插图，虽然清晰度尚可，但如果是彩色印刷，对区分不同受力点的颜色标注会更加有利，尤其是在分析复杂受力场的图示中，现在的黑白图示有时需要读者自己去脑补颜色来区分力的方向和作用点，稍微增加了阅读的认知负荷。总而言之，它是一部值得收藏的参考书，但作为快速入门的工具书，可能需要读者具备一定的机械制图基础。

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