高强度紧固件用钢 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:313

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出版时间:2009-8

价格:65.00元

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isbn号码:9787502450120

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• 高强度紧固件
• 紧固件用钢
• 机械工程
• 材料科学
• 金属材料
• 钢材
• 机械性能
• 热处理
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• 标准规范

航空航天材料与结构设计：从理论基础到前沿应用 图书简介 本书是一部全面深入探讨航空航天领域关键材料科学、结构设计原理及其前沿应用的高级参考专著。它旨在为从事航空航天工程、材料科学、机械设计及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级学生提供一个系统、严谨且富有洞察力的知识框架。本书摒弃了对传统机械紧固件材料的简单罗列，转而聚焦于支撑现代飞行器和航天器极端工况的核心技术领域。 全书共分为六大部分，涵盖了从基础理论到尖端工程实践的广阔范围，总计二十四章，力求在理论深度与工程实用性之间达到完美的平衡。 --- 第一部分：航空航天环境与载荷的理解 (The Environment and Loading Regime) 本部分奠定了理解先进航空航天材料性能需求的基础。它详细分析了飞行器和航天器在服役过程中所面临的极端物理和化学环境。 第一章：高空与太空环境的物理特性 深入探讨了不同高度大气层（对流层、平流层、中间层、热层）的温度、压力、密度变化规律。重点剖析了真空环境、分子密度影响、宇航辐射场（包括宇宙射线、太阳粒子事件和地磁场相互作用）对材料的长期影响。讨论了低轨道（LEO）、地球同步轨道（GEO）的独特环境参数及其对材料老化的加速作用。 第二章：极端载荷条件下的力学分析 本章侧重于结构承受的复杂载荷模型。内容包括：超音速和高超音速飞行中的气动热载荷与激波耦合效应；起降、机动过程中的瞬态载荷与冲击响应；长期服役中的疲劳累积与蠕变损伤机制。引入了基于概率和可靠性理论的载荷谱建立方法，为材料选择提供量化的输入标准。 --- 第二部分：先进结构材料的本征行为 (Intrinsic Behavior of Advanced Structural Materials) 本部分是全书的核心，详细阐述了当前支撑高性能航空航天器的主流先进材料体系的微观结构、力学性能及其与环境的相互作用机理。 第三章：高性能金属合金的微观冶金学 重点分析了钛合金（如Ti-6Al-4V的改进型、新型高居里温度钛合金）的相变动力学、晶界工程对强度和断裂韧性的调控。详述了镍基高温合金（如单晶、定向凝固结构）在1000°C以上环境下的抗蠕变机制、氧化/热腐蚀防护涂层技术。对铝锂合金在减轻重量和提高刚度方面的应用潜力进行了深入评估，包括其对氢脆的敏感性研究。 第四章：先进复合材料的界面科学 本章聚焦于碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）和陶瓷基复合材料（CMC）。详细解析了纤维/基体界面处的化学键合、脱粘机制。探讨了热固性树脂（如双马来酰亚胺BMI、环氧树脂）和热塑性树脂（如PEEK、PEKK）在耐温性和抗冲击性方面的性能权衡。对三维编织、铺层设计对分层损伤（Delamination）的抵抗力进行了详细的建模和验证。 第五章：功能性与智能材料的应用基础 介绍了用于结构健康监测（SHM）的压电材料、光纤传感器嵌入技术。探讨了形状记忆合金（SMA）在执行器和自修复结构中的应用原理，特别是其在温度和应力驱动下的相变过程与能量耗散特性。 --- 第三部分：结构设计理论与失效分析 (Design Theory and Failure Analysis) 本部分将材料性能转化为可靠的结构设计，并建立了系统的失效预测框架。 第六章：基于性能的结构设计方法 (PBD) 阐述了从传统的“许用应力设计”向“基于性能的设计”范式的转变。重点讲解了基于断裂韧性、疲劳寿命和损伤容限的结构冗余设计原则。引入了概率极限状态设计（LSD）方法，用于量化设计裕度。 第七章：疲劳寿命的精确预测与验证 详细介绍了应力-应变法、线性累积损伤理论（Miner法则的局限性）以及断裂力学法在预测复杂载荷谱下的结构寿命中的应用。着重分析了高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的物理机制差异，以及多轴载荷下的疲劳判据（如Findley、Smith-Watson-Topper准则）。 第八章：热结构耦合效应分析 讨论了气动加热、发动机热负荷与结构应力场之间的相互作用。应用有限元分析（FEA）技术，模拟了从高温工作到低温（如深空低温）循环过程中的热应力集中、热梯度对材料性能的动态影响。 --- 第四部分：制造工艺对性能的决定性影响 (Manufacturing Process Influence on Performance) 本部分强调了先进制造技术在实现材料设计意图中的关键作用，特别是对材料微观结构和残余应力的控制。 第九章：增材制造（AM）的金属与陶瓷应用 重点剖析了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）在制造复杂几何结构中的优势。深入探讨了增材制造过程中，特别是快速凝固速率导致的铸造缺陷（如孔隙、偏析）、晶粒结构异常和残余应力的产生机理，及其对最终结构强度的负面影响。讨论了后处理技术（如热等静压HIP、热处理）对消除缺陷、优化性能的关键作用。 第十-十一章：先进连接技术与表面工程 详述了电子束焊、激光焊在高强度合金连接中的应用，以及为避免热影响区（HAZ）脆化所采取的工艺控制。在表面工程方面，本书探讨了热障涂层（TBCs）的制备与失效模式，以及用于抵抗应力腐蚀开裂（SCC）的残余压应力诱导技术（如喷丸强化）。 --- 第五部分：极端环境下的可靠性与健康管理 (Reliability and Health Management in Extreme Environments) 本部分关注结构在整个服役周期内的状态保持与寿命管理。 第十二章：环境诱发的材料降解机制 细致研究了应力腐蚀开裂（SCC）、氢致脆化（HE）在航空器关键承力部件中的诱发条件和扩展速率。针对太空环境，分析了原子氧（AO）侵蚀对有机聚合物和碳材料的表面损伤，以及紫外线辐射导致的材料老化。 第十三章：结构完整性与损伤容限 (Damage Tolerance) 系统阐述了基于损伤容限的设计哲学。重点在于裂纹的检测、定位和扩展速率的控制。引入了飞行载荷谱下的裂纹起裂寿命评估和剩余寿命预测模型，强调了结构在存在缺陷情况下的安全裕度保证。 --- 第六部分：未来趋势与跨学科融合 (Future Trends and Interdisciplinary Integration) 本书最后一部分展望了下一代航空航天结构所需关注的研究方向。 第十四章：超高/超高温结构材料的挑战 探讨了面向高超音速飞行器（HIF）所需的超高温陶瓷（UHTC），如Hafnium Diboride（HfB2），及其在极端热流密度下的烧蚀和氧化防护难题。分析了新型金属间化合物（如Ni3Al）的韧化策略。 第十五章：轻量化与多功能一体化结构 展望了利用拓扑优化、先进材料信息学（Materials Informatics）指导的结构设计，以实现重量和性能的最优解耦。讨论了如何将结构、动力学控制、热管理集成到单一功能实体中的概念，推动航空航天结构向更“智能”的方向发展。 --- 本书特点： 1. 深度与广度兼备： 涵盖了从原子尺度的材料行为到宏观结构设计的完整链条。 2. 工程导向： 每一章节都结合了实际的工程案例和标准（如MIL-HDBK-5, NASA SP-2014-3000系列），确保理论的可操作性。 3. 前沿聚焦： 对增材制造、高超音速环境材料以及智能结构等热点领域进行了详尽的论述，避免了对传统紧固件的重复性描述。 本书适合作为航空航天工程、材料科学与工程、机械工程等专业的研究生教材或高阶参考书。

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这本书的阅读体验，像是在进行一次漫长而细致的考古挖掘。作者引用的参考文献范围极其广泛，从上世纪初的德文期刊到近期的国际顶级会议论文都有涉猎，这充分展现了作者扎实的学术功底和广阔的知识视野。令人称奇的是，作者在引用这些严肃的学术成果时，并没有采用那种刻板的罗列方式，而是将不同时代的观点进行碰撞和对话。例如，他会对比不同年代对疲劳极限的两种截然不同的解释模型，并巧妙地引导读者去思考，这种观点的演变本身，就是工程学进步的缩影。阅读过程中，我发现自己经常需要查阅附录中的专业术语表，因为作者大胆地使用了许多罕见或已被淘汰的专业术语，这使得阅读过程充满了解密的乐趣，但也对读者的专业背景提出了较高的要求。这本书的价值在于它构建了一个知识网络，而不是孤立地呈现信息点，让你在阅读过程中不断地建立新的知识联结。

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坦白说，我当初购入这本书，是希望能找到一些关于最新热处理工艺的深度解析，尤其是在超高压环境下如何维持材料韧性的技术细节。然而，这本书给我的感受是，它把焦点放得更远了，更倾向于“为什么”而不是“如何做”。作者花费了相当大的篇幅去探讨不同合金元素的微观交互作用，以及这种交互作用如何从量子层面影响宏观力学性能。其中有一个章节专门讨论了添加痕量稀土元素对材料晶界能的影响，语言极其晦涩，需要反复阅读才能勉强抓住其核心论点。它似乎更侧重于基础理论的构建和对材料本性的哲学层面的探讨，而不是直接给出某个工序的参数设定。对于一个寻求即时解决方案的工程师来说，这本书可能会显得有些“形而上学”。但对于那些希望从根源上理解材料行为的科研人员而言，这种深入骨髓的理论探究无疑是宝贵的财富。它更像是一面镜子，让你反思我们对“坚固”的定义是否已经落伍。

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这本书的叙事节奏把握得非常有张力，它没有一味地追求线性叙事。在我看来，它最精彩的部分在于其对“失效案例”的剖析。作者没有回避工业史上那些惨痛的教训，相反，他将这些案例作为核心的教学工具。其中对一座著名桥梁垮塌事件的分析尤其令人震撼，作者并未直接指责材料缺陷，而是层层剥茧，深入到设计理念和环境载荷预估的哲学层面上。他用极其冷静和克制的笔调，描述了材料在承受了远远超出设计预期的复合载荷时，是如何以一种不可逆转的方式发生结构性转变。这种对失败的尊重和深入分析，比一百个成功的案例教育意义更大。读完这些章节，我深刻体会到，任何技术上的“高强”背后，都潜藏着对潜在风险的深刻理解和敬畏。这本书的整体氛围是审慎而负责任的，它教导我们，真正的“高强度”并非指极限值，而是在已知和未知的所有载荷范围内都能保持的可靠性。

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这本书的排版和图示设计非常讲究，可以说是精妙绝伦。它并非那种充斥着密密麻麻公式的教科书，相反，作者似乎非常擅长用视觉化的方式来解释复杂的物理现象。举个例子，在介绍螺纹的自锁机制时，书中不是简单地画出剖面图，而是通过一系列动态的、带有箭头指示的示意图，模拟了载荷作用下牙型间的接触角变化，那种空间几何的转换感几乎是跃然纸上的。我尤其欣赏其中对手工绘制的微观结构图的运用，那些晶粒的形态、位错的滑移路径，都被细致入微地描绘出来，笔触的粗细变化都似乎在暗示着应力分布的梯度。这种“手工感”与现代高精度制造的描述形成了奇妙的张力。此外，书中的章节逻辑推进得极其顺畅，作者似乎深谙读者的认知曲线，总能在读者对某个概念感到困惑时，立刻引入一个恰到好处的案例或类比。那些精美的金相照片和断口形貌图，每一张都像是一件独立的作品，记录了材料在崩溃边缘的最后瞬间，引人深思。

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这本书，我是在一家陈旧的书店里偶然发现的，装帧朴实，封面上的字体设计带着一种工业时代的复古感，让人不禁联想到那些轰鸣作响的工厂和精密制造的场景。内页纸张偏黄，散发着一种特有的、属于老旧书籍的陈香，这反而增添了一种历史的厚重感。我原本以为它会是一本枯燥的技术手册，专注于描述材料的拉伸强度和屈服极限，但当我翻开第一章时，我的预感被彻底打破了。它没有直接跳入那些令人望而生畏的力学公式，而是从一个宏大的叙事角度切入，探讨了材料科学在人类工程史上的地位——从古罗马的铆接到现代航空航天的关键连接件，作者的笔触极为细腻，将冰冷的金属赋予了温度和故事性。特别是其中关于“应力腐蚀”的那一部分，作者用了一种近乎诗意的语言描述了金属内部晶界间的微小冲突，仿佛在讲述一场永不停歇的内在战争。阅读过程中，我时常会停下来，想象那些在极端环境下工作的连接件，它们如何承受着日复一日的考验，这种代入感是很多纯粹的学术著作所无法给予的。它更像是一部结合了历史、哲学思考和前沿工程学的跨界之作，让人对“紧固”这个看似平凡的动作产生出全新的敬畏之心。

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