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页数:336

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出版时间:2010-1

价格:79.00元

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isbn号码:9787111279822

丛书系列:国际机械工程先进技术译丛

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好的，以下是一本与《滚动轴承分析》内容不重叠的图书简介，旨在提供一个详尽、深入且具有专业性的概述，内容侧重于材料科学、微观结构控制与先进制造技术，与轴承的宏观功能分析和性能评估形成对比。 --- 《极端环境材料的界面行为与服役性能优化》 图书简介 本书深入剖析了在高温、高压、强腐蚀性介质等极端工作环境下，先进功能材料界面结构与宏观力学性能之间的复杂耦合关系。本书的核心聚焦于材料科学前沿，旨在为航空航天、深海勘探、核能工程等对材料可靠性要求极为严苛的领域提供理论指导和工程实践参考。 第一部分：界面微结构的热力学与动力学 第一章：晶界扩散动力学与反应速率控制 本章系统回顾了晶界（Grain Boundary）在非平衡态下的扩散机制。我们采用蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation）和分子动力学（MD）方法，对不同晶体取向失配度（Twinning Boundary/High Angle Grain Boundary）下的原子迁移势垒进行了精确量化。重点讨论了在接近材料熔点温度（$T ightarrow 0.8 T_m$）时，扩散通量由单相扩散向反应限制性扩散转变的临界条件。深入分析了扩散过程中空位、间隙原子等缺陷簇的形核与湮灭过程如何影响材料的长期蠕变抗性。 第二章：多相界面处的应力松弛与应变梯度理论 在复合材料或异质结构中，不同相界面的应力集中是导致早期失效的关键因素。本章引入了“应变梯度塑性理论”（Strain Gradient Plasticity Theory），用于描述材料在纳米尺度或微米尺度下，由于界面效应引起的材料本构关系变化。具体内容包括：界面处的局部过塑性区（Oversaturation Zone）的尺寸效应、界面能（Interfacial Energy）对裂纹萌生阈值的影响，以及如何通过控制界面层厚度（如ALD/CVD沉积层）来调控材料对瞬态冲击载荷的响应。 第三章：腐蚀-摩擦协同作用下的表面氧化动力学 对于在化学活性介质中服役的部件，表面氧化和磨损过程是相互耦合的。本章详细阐述了“耦合磨损-氧化”模型，该模型超越了简单的阿伦尼乌斯（Arrhenius）速率定律。我们探讨了在机械摩擦作用下，氧化层结构的动态演化：氧化产物（如$ ext{Al}_2 ext{O}_3$或$ ext{Cr}_2 ext{O}_3$）的脆性或韧性转变如何影响摩擦系数的波动，以及在脉冲式载荷下，原位生成保护性氧化膜的反应动力学路径。 第二部分：先进功能材料的结构调控与性能实现 第四章：高熵合金（HEA）的非稳态热力学设计 高熵合金因其在极端温度下的优异综合性能而备受关注。本章侧重于HEA的“非等效原子占位”特性对结构稳定性的影响。我们利用第一性原理计算（DFT）来预测不同合金体系（如$ ext{CrMnFeCoNi}$类）在热循环过程中的短程有序（Short-Range Ordering, SRO）转变。重点讨论了如何通过控制冷却速率和热处理工艺，稳定特定微观相（如$ ext{FCC} ightarrow ext{BCC}/ ext{L1}_2$）的比例与分布，以实现对材料屈服强度和韧性的解耦优化。 第五章：陶瓷基复合材料（CMC）的断裂韧性增强机制 陶瓷基复合材料是耐高温结构的首选。本章深入探讨了纤维-基体界面（Fiber-Matrix Interphase）的设计对提高材料断裂韧性的决定性作用。内容包括：界面涂层的化学惰性设计、纤维拔出功（Pull-out Work）的计算模型，以及如何利用非线性有限元分析（FEA）来模拟裂纹偏转（Crack Deflection）和桥接（Crack Bridging）效应。特别分析了三维编织结构（3D Braiding）如何从根本上改变了材料的宏观各向异性。 第六章：增材制造（AM）过程中的残余应力与相变控制 选择性激光熔化（SLM）等增材制造技术在复杂结构制造中具有独特优势，但热梯度导致的残余应力是其主要挑战。本章从热-力耦合的角度，建立了熔池凝固过程中的温度场和应力场演化模型。详细分析了不同基材预热温度、扫描策略（如激光功率、扫描速度）对最终部件内部残余应力分布的影响。此外，还探讨了快速冷却速率对材料微观晶粒尺寸、位错密度和析出相形貌的不可逆影响，并提出了在线监测和实时反馈控制的策略。 第三部分：服役性能的先进表征与预测 第七章：原位（In-situ）同步辐射测试技术在材料损伤识别中的应用 为了捕获材料在真实服役条件下的动态行为，本章介绍了利用同步辐射X射线衍射（XRD）和小角散射（SAXS）技术对材料内部结构变化的实时追踪。内容涵盖：如何利用高能X射线实时监测高温蠕变过程中的晶粒旋转与位错滑移活动；如何通过$ ext{X}$-射线断层扫描（X-ray Tomography）技术精确重建孔隙率和微裂纹的3D分布图谱，并将其与疲劳寿命模型进行关联。 第八章：基于机器学习的材料服役寿命预测 本章将材料科学数据与人工智能方法相结合。我们收集了数千组极端环境下的疲劳、蠕变和腐蚀数据，构建了深度神经网络（DNN）模型，用于预测复杂应力-温度组合下的材料失效时间。重点讨论了特征工程（Feature Engineering）在选择影响寿命的关键材料参数（如$ ext{FCC}$相含量、晶界扩散系数）上的优化方法，以及模型的可解释性（Explainability）在工程决策中的重要性。 第九章：结构健康监测（SHM）中的无损评估优化 针对长期服役结构，本章探讨了如何通过优化超声波、声发射（Acoustic Emission, AE）等无损检测技术来识别早期、隐蔽性的损伤。详细分析了声发射信号在非均匀介质中传播时的衰减和畸变机制，并提出了基于时频分析（如小波变换）的高级信号处理方法，以精确区分背景噪声与真实的材料损伤事件（如基体开裂或纤维断裂）。 --- 目标读者： 本书面向材料学、力学、化学工程及相关领域的研究人员、高校师生，以及从事航空、能源和高端制造行业的高级工程师。本书要求读者具备扎实的固体物理和材料热力学基础。

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初次翻阅这本《滚动轴承分析》，我首先感受到的是一种扑面而来的**严谨性**和**系统性**。这本书的编排逻辑非常清晰，像是依照一条完整的工业流程链条来构建知识体系的。从最基础的轴承类型学分类——向心、推力、角接触的辨析，到深入到滚动体与滚道之间的接触几何学建模，每一步都走得扎实而有条不紊。最让我印象深刻的是，它对**动态载荷分析**的处理方式。许多教科书在讲解动态载荷时，往往只停留在周期性载荷的理论推导上，但这本书却非常实际地引入了振动学的概念，将轴承视为一个复杂的机械系统中的一个关键节点，探讨了不对中、游隙变化如何转化为系统级的振动响应。书中关于**轴承预紧力的计算与调整**的那部分内容，简直就是一本操作手册的升级版。它不仅仅告诉你公式是什么，更重要的是解释了为什么在特定转速和温度条件下，需要微调预紧力以避免过度加热或产生过大的接触角变化。对于从事设备维护和故障诊断的技术人员来说，这种深入到“工位操作”层面的讲解，价值连城。它不是那种只能在图书馆里束之高阁的纯理论书籍，而是那种可以随手翻开，立即就能找到应对特定工程难题的思路和依据的实用工具书。它的深度足够支撑专业工程师的工作需求，但其结构又保证了初学者不会因为信息过载而却步。

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我必须指出，这本书在**失效分析**和**诊断方法**方面的探讨，是其超越一般教材的关键所在。很多教材会教你如何“设计”一个轴承，但很少有书会如此详尽地教你如何“诊断”一个已经损坏的轴承。这本书提供了一个非常实用的诊断框架，它不仅仅局限于分析振动信号中的特征频率，更进一步地探讨了**油液分析**（Tribology in practice）在早期故障预警中的作用。例如，书中详细列举了在润滑油中检测到特定金属颗粒（如铁、铜、铬）的浓度变化时，应该首先怀疑是哪个部件（内圈、外圈、滚动体还是保持架）发生了磨损。这种跨学科的整合，使得这本书的适用范围得到了极大的拓展。它强迫读者跳出单纯的结构力学思维，进入一个更宏观的、关于系统可靠性的讨论。读完这部分内容后，我不再只是将轴承视为一个简单的受力构件，而是将其视为一个与润滑、污染控制、温度管理紧密耦合的动态系统的一部分。对于那些希望将维护策略从“被动修复”升级到“预测性维护”的工程师而言，这本书提供的不仅是理论知识，更是一套切实可行的**决策工具**。

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这本书的价值不仅在于它告诉了我们**什么**是正确的分析方法，更在于它深入剖析了**为什么**那些看似合理的简化假设往往在真实世界中会导致灾难性的后果。作者在多个章节中反复强调了**非线性和随机性**在轴承行为中的核心地位。比如，在讨论疲劳寿命时，它没有满足于标准的威布尔分布模型，而是花了不少篇幅去讨论如何用蒙特卡洛模拟来处理载荷的随机性和材料特性的分散性。这种对“不完美性”的深刻理解和直面，是区分优秀工程著作和平庸著作的关键。它教会读者，工程设计不是一个追求绝对精确的科学，而是一个在不确定性中寻求最优妥协的艺术。我尤其欣赏它在最后部分关于**新型轴承材料与结构**的前瞻性讨论，比如陶瓷轴承在超高速应用中的优势与挑战，以及柔性轴承的设计思路。这显示了作者紧跟技术前沿的视野。总而言之，这本书的阅读体验是充实且富有启发性的，它提供了一个坚实而广阔的平台，让读者能够站在巨人的肩膀上，去审视和解决那些最棘手的机械难题。

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这本书的**排版设计**和**图表质量**，简直是机械工程书籍中的一股清流。我之前读过的几本相关书籍，要么是文字密密麻麻，连呼吸的空间都没有；要么就是图表模糊不清，线条粗细不一，让人费了好大的劲才能辨认出哪个是滚道，哪个是滚子。但是《滚动轴承分析》在这方面做到了极致。每一个关键的应力分布图、每一个轴承游隙的截面示意图，都清晰到仿佛是用激光刻在纸上的。特别是书中对**接触斑点的形状演变**的动态展示（虽然是静态印刷品，但通过分层渐变的处理，表现出了动态过程），极大地帮助我理解了从点接触到椭圆接触的转变过程，以及这种转变如何影响接触应力的峰值。此外，书中穿插的那些**历史案例**和**国际标准引用**（如ISO标准的关键参数解读），也为内容增添了厚重的历史感和国际视野。读起来的感觉不像是在啃一本冷冰冰的技术手册，更像是在听一位经验丰富的老专家，一边泡着茶，一边为你拆解和分析那些你曾经以为无懈可击的精密机械部件。文字的口吻虽然专业，但语气却带着一种令人信服的沉稳，让人自然而然地想继续往下探索，去了解更多关于如何延长这些关键部件寿命的“秘密”。

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这本《滚动轴承分析》的书籍，说实话，对于我这种非专业出身，但又对机械领域抱有浓厚兴趣的业余爱好者来说，简直是打开了一扇全新的大门。我本来以为，涉及到“滚动轴承”这种听起来就非常技术性的主题，内容一定会是枯燥乏味的公式堆砌和晦涩难懂的理论阐述。然而，这本书的作者显然深谙如何将复杂的工程原理转化为易于理解的叙事。它并非只是简单地罗列轴承的几何参数或材料特性，而是非常注重将这些要素置于实际的工况背景之下进行讲解。比如，在讨论疲劳寿命预测的那一章，作者没有直接抛出一个让人头疼的赫兹接触应力公式，而是先用了一个生动的例子——某台高速运转的机床主轴轴承提前失效的案例，然后才娓娓道来，分析是由于载荷波动的不均匀性，导致了亚表面剥落的发生。这种“先现象，后原理”的叙事结构，极大地增强了阅读的代入感和学习的兴趣。我尤其欣赏其中对于**润滑失效模式**的分析部分，它详细区分了边界润滑、混合润滑和流体润滑的临界条件，并配有大量的图示来解释油膜厚度和表面粗糙度之间的微妙平衡。对于一个想提升自己机械知识储备的普通读者而言，这本书提供的知识深度是恰到好处的——既有足够的理论支撑，又不至于让人在迷宫般的数学推导中迷失方向。它成功地架起了理论与实践之间的桥梁，让我对那些在日常设备中默默旋转的金属部件，产生了更深层次的敬畏和理解。

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很好的参考书，设计轴承加速退化实验时候就靠这个，粗略计算的话已经够用了

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