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好的，以下是一份为您的图书《塑料工程设计公式集》量身定制的、详尽的图书简介，严格遵守您的要求： --- 高分子材料的精准驾驭：结构、性能与制造的工程化路径 ——一部全面覆盖现代聚合物工程核心计算与应用指导的权威工具书 在当今制造业与材料科学高速迭代的时代，高分子材料，尤其是塑料，已不再是简单的替代品，而是驱动技术创新的核心力量。从精密的医疗器械到高性能的航空部件，从日常消费品的轻量化到新能源领域的关键组件，对塑料材料的理解、选择、设计和加工，已经从依赖经验的“艺术”转变为依赖精确计算和系统化知识的“工程”。然而，面对种类繁多、性能各异的树脂体系，以及复杂多变的成型工艺，工程师和设计师常常感到缺乏一套系统、可靠且易于检索的工程计算工具。 《高分子材料的精准驾驭：结构、性能与制造的工程化路径》 正是为填补这一空白而精心编纂的权威参考手册。本书摒弃了传统教科书的理论堆砌，聚焦于高分子工程实践中最关键、最常被引用的工程计算模型、经验公式、设计准则和数据换算工具。它并非重复基础的物理化学理论，而是将这些理论转化为可直接应用于设计决策的量化工具。 本书的核心价值与结构布局 本书的设计理念是“从材料到成品的全流程量化支持”。全书分为五大部分，构建了一个完整的聚合物工程设计计算框架： 第一部分：基础材料特性与流变学计算 本部分深入探讨了塑料在分子和宏观层面的基础物理特性量化。它提供了从实验数据推导材料本构关系的关键公式集： 分子结构与宏观性能关联计算： 涵盖玻璃化转变温度（Tg）、熔点（Tm）的预测模型（如Fox方程、Gordon-Taylor方程），以及高分子链的自由体积理论在粘弹性行为预测中的应用公式。 聚合物流变学核心计算： 详细列出了牛顿流体、剪切变稀（非牛顿）流体的本构方程，包括幂律模型、Cross模型、Carreau模型在不同剪切速率下的粘度计算。特别针对熔体流动性，提供了熔融指数（MFI）的理论转化公式与实际测试数据校准方法。 粘弹性与蠕变分析： 提供了计算材料在长期载荷下的应力松弛、蠕变恢复的Maxwell模型、Voigt模型及标准线性固体模型参数的解析与数值计算方法。 第二部分：结构力学与长期可靠性设计 本部分是应对结构件失效分析与寿命预测的计算基石，重点关注塑料在不同环境下的机械响应： 应力-应变分析与本构关系： 详述了不同应力状态下（拉伸、压缩、弯曲、剪切）的工程应力计算，以及Hooke定律在各向异性材料（如纤维增强复合材料）中的广义形式。重点收录了韧性与脆性转变点（Ductile-Brittle Transition Temperature, DBTT）的评估公式。 疲劳寿命预测模型： 包含了S-N曲线（应力-循环次数）的拟合与外推公式（如Basquin方程），以及基于应变范围的Coffin-Manson关系在塑料材料中的修正应用。着重于考虑环境因素（如温度、介质）对疲劳寿命的加速因子计算。 冲击性能与断裂韧性量化： 提供了Charpy、Izod冲击值的能量吸收率计算公式，以及基于裂纹尖端应力强度因子（KIC）的准静态断裂韧性评估方法的工程应用步骤。 第三部分：热力学与环境效应的量化评估 塑料制品的性能高度依赖于温度和环境介质，本部分提供了精确控制这些变量影响的计算工具： 热性能计算： 详细给出了比热容（Cp）、热膨胀系数（CTE）随温度变化的插值和外推公式，特别是针对不同取向的纤维增强材料的热膨胀各向异性计算。 传热与温度场分析： 涵盖了傅里叶热传导定律在二维及稳态情况下的解析解公式，以及材料热稳定性的降解速率预测模型。 耐化学性与溶胀计算： 提供了Hansen溶解度参数（HSP）模型的应用公式，用于预测聚合物在特定溶剂中的溶胀度、溶解度和互溶性参数的量化评估。 第四部分：先进制造工艺的参数优化计算 本部分将设计意图转化为可执行的制造参数，重点针对主流的热塑性塑料成型工艺： 注射成型流动分析计算： 提供了填充、保压阶段关键参数的计算模型，包括模腔内压力降落速率、剪切速率分布的估算公式。重点是流道与浇口尺寸的经验计算公式，以及冷却时间所需的能量平衡公式。 挤出与吹塑工艺计算： 包含了螺杆挤出过程中熔体输送的质量流量（Mass Flow Rate）公式（考虑粘性、密封和反向流动的影响），以及吹塑制品壁厚分布的几何与流变学修正计算。 增材制造（3D打印）关键参数解析： 针对粉末床熔融（SLS/SLM）和熔融沉积（FDM/FFF）工艺，提供了关键的能量密度（Energy Density）计算公式，以及层间粘结强度的预测修正因子。 第五部分：标准单位系统转换与工程查表 为了确保全球工程师的无缝协作，本书最后附录提供了全面的量纲分析和单位转换工具： 国际单位制（SI）与英制（IP/US）的精确换算： 涵盖了从压力、模量到粘度和热导率等所有相关工程参数的转换系数表。 常用聚合物的工程参数数据库： 提供了常见工程塑料（如PA, PC, POM, PEEK）在标准测试条件下的关键设计数值，并附有不同温度和湿度修正系数的查找表，便于快速进行修正后的设计校核。 谁应使用本书？ 本书是为以下专业人士量身定制的硬核参考书： 1. 结构与产品设计师： 需要快速验证设计方案、选择最合适材料并确定安全裕度的工程师。 2. 工艺与制造工程师： 负责优化注塑、挤出、3D打印等过程参数，以确保成品质量和生产效率的技术人员。 3. 材料科学家与研发人员： 寻求将基础实验数据转化为可预测工程行为模型的科研工作者。 4. 质量控制与失效分析专家： 需要量化评估产品寿命、分析失效模式的专业人员。 《高分子材料的精准驾驭》绝非一本理论教材，而是一本直接面向生产力、将复杂高分子行为转化为简洁、可靠工程公式的实战手册。它将成为您在材料选型、结构设计和制造优化过程中，桌面旁不可或缺的“计算引擎”。 ---
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