机械制造基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:祁红志 编

出品人:

页数:331

译者:

出版时间:2010-1

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787121101342

丛书系列:

图书标签:

• 机械制造
• 机械工程
• 基础知识
• 制造工艺
• 机械原理
• 机械设计
• 工业工程
• 金属材料
• 数控技术
• 制造技术

好的，这是一份为您创作的图书简介，围绕“机械制造基础”这一主题，但内容完全避开该书的直接涵盖范围，转而聚焦于机械工程领域中其他至关重要的、相互关联但又不尽相同的知识体系。 --- 铸魂熔钢：现代精密制造的材料科学与结构设计前沿 图书简介 核心主题： 本书深入探讨了在现代高精度、复杂系统集成背景下，先进材料的本征行为、结构设计的高级理论推演，以及它们在极端工况下的可靠性评估。它不再侧重于传统车、铣、刨、磨等经典加工工艺的原理，而是将视野拓展至材料性能的微观调控、结构拓扑的优化迭代，以及面向全生命周期的性能预测。 目标读者群： 面向具有机械工程、材料科学、航空航天、生物医学工程等背景的工程师、研究生、以及致力于前沿技术研发的专业人士。要求读者对基础的工程力学和材料学概念有初步的了解。 --- 第一部分：前沿材料的量子与宏观调控（约450字） 本部分跳脱出对常见金属力学性能的常规描述，直击决定未来装备性能的功能性材料与超材料的构建逻辑。 第一章：晶格缺陷与本征性能的超精密操控 详细分析了点缺陷、位错和晶界在不同应力状态下的迁移与交互机制，尤其关注非晶态材料（如高熵合金、金属玻璃）的熔融过程、过冷液态行为及其在快速凝固过程中结构弛豫的动力学模型。重点阐述如何通过计算热力学模拟（如相场法、密度泛函理论）来预测并设计具有特定电子结构或磁学特性的新型合金体系，而非简单地罗列合金成分。 第二章：智能与响应性材料的本构关系重构 本书着重探讨了那些能够感知外部刺激并发生可逆变化的材料，例如压电材料、磁致伸缩材料以及形状记忆合金（SMA）。我们不讨论这些材料的传统应用，而是深入探究其多场耦合下的本构方程，特别是电-力-热耦合作用下的非线性应变响应。讨论如何利用拓扑优化方法，将这些智能材料集成到结构内部，实现主动减振或自适应刚度调节。 第三章：增材制造的材料物理学挑战 虽然本书不涉及增材制造（3D打印）的具体工艺参数，但会深入剖析激光熔池的快速凝固与枝晶生长在微观层面对宏观性能的负面影响。重点研究液滴的表面张力、激光能量的吸收效率、以及由此导致的残余应力和微裂纹的形成机理，并引入先进的原位监测技术（如高频超声、原位X射线衍射）如何帮助我们理解和修正这些瞬态过程中的材料缺陷。 --- 第二部分：拓扑结构优化与多尺度结构设计（约550字） 此部分将理论力学和结构力学提升到优化迭代的高度，重点关注如何用最少的材料实现最高的结构效率，以及复杂载荷下的应力分布可视化。 第四章：变分法在结构刚度最大化中的应用 抛弃传统的应力集中分析方法，转而采用拓扑优化理论（Topology Optimization）作为结构设计的主导范式。详细推导基于密度的 SIMP（Solid Isotropic Material with Penalization）方法、水平集方法（Level Set Method）的数学基础。读者将学习如何设定边界条件、载荷分布以及设计空间限制，从而生成符合空气动力学或流体力学要求的、具有自然分叉结构的理想构型，这已远超传统绘图工具的设计能力。 第五章：多尺度力学模型与界面行为分析 现代结构往往是复合材料或梯度材料。本章关注界面（Interface）这一关键区域。我们利用代表性体积单元（RVE）的构建方法，结合细观力学分析，精确模拟纤维/基体、涂层/基底之间的应力传递效率。着重分析界面脱粘、滑移等失效模式，并介绍分子动力学模拟如何作为桥梁，连接原子尺度上的粘合强度与宏观层面的层间剪切强度。 第六章：非线性动力学与稳定性分析 当结构工作在极限载荷或高频激励下，线性假设不再成立。本章深入探讨几何非线性和材料非线性（如塑性铰的形成）对系统固有频率和模态的影响。引入大变形理论和有限元方法中的隐式积分方案，用于准确捕捉结构失稳（屈曲）的临界点以及振动系统中的能量耗散机制，为高超音速飞行器或深海作业装备的结构安全提供理论支撑。 --- 第三部分：可靠性工程与全生命周期评估（约500字） 本部分超越了单纯的结构分析，进入到工程决策的层面，关注“东西会不会坏”以及“如何让它用得更久”。 第七章：疲劳寿命的概率论模型与损伤容限设计 本书摒弃传统的S-N曲线应用，转而聚焦于断裂力学与概率统计的结合。详细阐述Weibull分布在材料失效概率预测中的应用，特别是如何利用损伤容限（Damage Tolerance）设计理念，要求结构即便出现初始裂纹，也能在预定寿命内安全运行。通过Paris-Erdogan方程的修正，结合实时应力谱数据，进行先进的裂纹扩展速率预测。 第八章：极端环境下的材料降解与腐蚀动力学 重点分析高温蠕变、应力腐蚀开裂（SCC）以及辐照损伤对结构完整性的长期影响。在高温合金部分，我们聚焦于第二相析出的动力学和相变驱动的形变，而非简单的热稳定性。对于腐蚀，则从电化学动力学角度，分析特定介质中合金的钝化层稳定性和击穿机制，指导表面防护涂层的长效性设计。 第九章：数字孪生与预测性维护的力学基础 本书最后展望了如何将前述的材料模型和结构分析结果融入到数字孪生（Digital Twin）框架中。介绍如何利用传感器数据（如应变、温度场）校准和更新有限元模型，实现对结构健康状态的实时、高保真模拟。讨论如何基于此模型，在不进行完全解体检查的情况下，预测剩余有效寿命（RUL），从而建立真正面向未来的预测性维护策略。 --- 总结： 本书旨在构建一个从微观材料本征行为到宏观结构优化，再到工程可靠性评估的完整知识链条，为读者提供一套应对未来复杂工程挑战的系统性、跨学科的分析工具和理论框架。它聚焦于“如何设计和评估那些我们看不见、但决定成败的深层机制”。

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