Guided Explorations of the Mechanics of Solids and Structures pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Doyle, James F.

出品人:

页数:460

译者:

出版时间:2009-10

价格:$ 164.98

装帧:

isbn号码:9780521896788

丛书系列:

图书标签:

固体力学
结构力学
有限元分析
材料力学
结构分析
力学
工程力学
弹性力学
结构设计
数值方法

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具体描述

This book tackles the question: How can an engineer with a powerful finite element program but modest background knowledge of mechanics solve unfamiliar problems? Engineering educators will find this book to be a new and exciting approach to helping students engage with complex ideas. Practising engineers who use finite element methods to solve problems in solids and structures will extend the range of problems they can solve as well as accelerate their learning on new problems. This book's special strengths include: * A thoroughly modern approach to learning and understanding mechanics problems * Comprehensive coverage of a large collection of problems ranging from static to dynamic and from linear to nonlinear, applied to a variety of structures and components * Accompanying software that is sophisticated and versatile and is available for free from the book's web site * Ability to complement any standard finite element textbook

《坚韧之道：材料科学与工程入门》本书并非一本探讨固体与结构力学精确计算或复杂理论的书籍，而是邀请读者踏上一段关于物质本质、材料特性及其在工程领域中应用的探索之旅。它旨在为初学者构建一个直观、易懂的材料科学与工程基础认知框架，激发对材料世界的好奇心，并理解工程师如何通过选择和设计材料来塑造我们所处的世界。第一篇：物质的基石——原子、分子与晶体本篇将从最微观的尺度出发，揭示构成一切物质的基本单元。我们将探寻原子如何通过化学键连接形成分子，以及这些分子在固体材料中是如何排列组合的。通过生动形象的比喻和图解，读者将理解晶体结构的多样性，例如面心立方、体心立方和六方密排等常见结构，并初步认识到这些微观排列对宏观材料性能（如硬度、延展性）的影响。我们将讨论非晶态材料，如玻璃，阐述其无序结构与晶体材料的差异。此外，还将简要介绍高分子材料的链状结构特点，为后续理解其独特性能奠定基础。第二篇：材料的“性格”——性能的奥秘材料的“性格”即其内在的物理和化学性能。本篇将深入浅出地介绍工程师关心的关键材料性能。力学性能：这并非侧重于复杂的数学公式，而是聚焦于材料如何应对外力。我们将直观地理解什么是强度（抵抗断裂的能力）、硬度（抵抗表面压痕的能力）、韧性（吸收能量而不易脆裂的能力）以及塑性（在外力去除后保持形变的能力）。通过类比日常生活中的例子，如金属的弯曲、陶瓷的破碎，来阐述这些概念。我们将探讨弹性与塑性变形的区别，以及材料的疲劳（在重复应力下失效）和蠕变（在恒定应力下缓慢变形）现象，理解这些对长期服役的结构至关重要。热学性能：材料如何与热量互动？我们将了解热导率（传热能力）、热膨胀系数（受温度影响形变程度）等概念，并认识到这些性能如何影响工程师在设计高温或变温环境下的设备。电学性能：探究材料导电或绝缘的特性。我们将区分导体、绝缘体和半导体，并简要介绍其背后的微观机制，理解为什么铜适合做电线，而橡胶是良好的绝缘体。磁学性能：材料对磁场的响应。我们将区分铁磁性、顺磁性和抗磁性材料，并了解它们在电机、传感器等领域的应用。光学性能：材料与光线的互动。我们将讨论透明、半透明和不透明材料，以及材料的反射、折射和吸收光的能力，理解玻璃、塑料和金属在光学器件中的作用。化学性能：材料的稳定性。我们将关注腐蚀（与环境发生不良化学反应）、氧化等现象，并认识到如何选择耐腐蚀材料来延长产品寿命。第三篇：材料的大家族——分类与选择理解了材料的性能，我们自然会想知道它们是如何分类的，以及工程师是如何根据具体需求选择最合适的材料的。本篇将介绍几大类重要的工程材料。金属材料：从钢铁（碳钢、不锈钢）到铝合金、铜合金等，我们将了解它们的组成、加工特性以及在建筑、交通、机械等领域的广泛应用。我们将探讨合金的概念，理解为何通过添加其他元素可以显著改变金属的性能。陶瓷材料：它们通常坚硬、耐高温、耐腐蚀，但相对脆性。我们将了解氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）、非氧化物陶瓷（如碳化硅、氮化硅）及其在高温炉衬、电子元件、刀具等领域的应用。聚合物材料（塑料与橡胶）：它们的轻质、易加工、优良绝缘性使其成为现代生活不可或缺的一部分。我们将介绍热塑性塑料和热固性塑料的区别，以及天然橡胶和合成橡胶的特性，了解它们在包装、纺织、汽车、电子产品中的身影。复合材料：将不同材料的优点结合起来。我们将介绍纤维增强复合材料（如玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料），理解它们如何实现轻质高强，并在航空航天、体育器材等领域发挥关键作用。新兴材料：简要介绍一些前沿材料，如纳米材料（具有独特尺寸效应的材料）和智能材料（能响应外部刺激改变自身性能的材料），展望材料科学的未来发展方向。第四篇：从原材料到成品——材料的加工与制造材料的性能固然重要，但如何将它们塑造成有用的形状同样关键。本篇将概述几种常见的材料加工技术，帮助读者理解材料的“诞生”过程。成形加工：如铸造（熔融金属浇注成型）、锻造（加热金属加压塑形）、轧制（金属通过轧辊被压薄）等，理解这些技术如何改变材料的微观结构并赋予其特定形状。连接技术：如焊接、铆接、粘接等，探讨如何将不同的材料部件可靠地结合在一起。表面处理：如热处理（调质、退火、淬火）、表面涂层等，理解这些技术如何改善材料表面的性能，如提高硬度、耐腐蚀性或美观度。结语：材料与我们的生活本书的最后，我们将回归生活，通过一系列生动的实例，展示材料科学与工程是如何深刻影响我们日常生活的方方面面——从我们居住的房屋、使用的交通工具，到穿的衣服、吃的食物包装，再到手中的电子设备。它将强调工程师在选择和开发新材料过程中所扮演的角色，以及材料科学的进步如何驱动技术创新和社会发展。《坚韧之道：材料科学与工程入门》旨在提供一个充满启发性的视角，让读者认识到材料并非沉默的物质，而是充满活力、拥有无限潜能的工程世界的基石。它鼓励读者用好奇的眼睛去审视身边的材料，理解其背后的科学原理，并为未来的探索打下坚实的基础。