具体描述
《机械设计基础》是根据新形势下高职院校教学的实际情况，结合新时期高职院校机械设计基础课程教学大纲的基本要求编写的。《机械设计基础》精选了专业课程中必须掌握的知识、技能，由简到繁、由浅人深展开讲解，不仅介绍了相应的理论知识，还通过一些实例来介绍生产中的实际应用，使学生在有限的学时内既能学到电工基础的知识，又能与实际工作相结合，达到学以致用的目的。
《机械设计基础》主要包括静力学、材料力学、螺纹连接与螺旋传动、带传动与链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轮系、轴系零部件、轴承、回转体的平衡、平面连杆机构、凸轮机构及步进运动机构等内容。
《机械设计基础》从高职教育的特点出发，其特点主要有如下几个方面：
(1)突出基本概念、基本原理和基本分析方法的讲解，采用较多的实例代替理论分析。
(2)淡化器件内部结构分析，重点介绍器件的符号、特性、功能及应用。
(3)尽量降低理论分析、公式推导和计算难度，加大应用实例的篇幅。对一些公式，直接给出结论，忽略推导过程，重点介绍结论的实际意义和应用，以符合高职教育的特点。
(4)为培养学生的动手能力，拓宽知识面，《机械设计基础》还增加了技能模块，以突出高等职业教育的特色。
(5)采用任务驱动编写形式，适合老师教学及相关人员自学。
现代材料科学与工程前沿 本书导言： 在人类文明的演进历程中，材料始终扮演着决定性角色。从最初的石器到如今的纳米复合材料，材料的进步直接推动了科技革命和社会形态的更迭。本书《现代材料科学与工程前沿》并非一本关于传统机械设计基础知识的教科书，而是聚焦于21世纪材料科学领域最激动人心、最具颠覆性的研究方向和工程应用。我们旨在为读者提供一个清晰的路线图，展示如何理解、设计、制造和优化具有特定功能的先进材料，从而解决当前工程领域面临的最严峻挑战。 第一部分：原子尺度下的结构与性能调控（约400字） 本部分深入探讨了材料的微观结构如何决定宏观性能，侧重于超越传统晶体学范畴的新兴概念。我们将详细解析高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）的设计原理，阐述其多主元体系中构型熵对稳定相形成以及力学性能（如超高强度和韧性协同）的独特影响。不同于经典合金设计法则，HEAs的“一锅煮”策略为极端工况下的结构材料开辟了全新的可能性。 此外，本书对功能梯度材料（Functionally Graded Materials, FGMs）的制造工艺和梯度设计理论进行了全面梳理。FGMs的特点在于其材料成分或微观结构沿特定方向连续变化，使其能够同时满足不同位置对热、力、电等性能的差异化需求。我们将探讨激光熔覆、增材制造（Additive Manufacturing, AM）等先进技术在精确控制梯度分布中的应用及其面临的界面稳定性挑战。 最后的章节聚焦于量子点和二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）在电子和光电子器件中的前沿应用。我们不仅分析其独特的电子能带结构，更深入研究如何通过表面修饰、层数控制等手段，精确调控其光学吸收、载流子迁移率及催化活性，为开发超高效能源器件和柔性电子设备提供理论基础和实验指导。 第二部分：先进制造技术与材料行为模拟（约500字） 传统制造工艺往往受到材料固有特性的限制，而先进制造技术正在打破这些边界。本部分的核心在于连接材料科学与增材制造（3D打印）的深度融合。我们将重点剖析选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等金属增材制造过程中的关键物理化学现象。这包括但不限于粉末床的激光吸收、熔池的快速凝固动力学、微观孔隙率的形成机理以及残余应力的演化路径。对这些过程的精细控制，是实现高致密度、无缺陷复杂结构件的关键。 模拟和计算材料学在现代工程中的地位日益凸显。本书详细介绍了密度泛函理论（DFT）在预测新材料热力学稳定性和电子结构中的应用，以及相场法（Phase-Field Method）在模拟多尺度材料微观组织演化（如晶粒生长、析出相形成）中的优势。我们特别关注如何利用数据驱动和机器学习（Machine Learning, ML）方法，加速材料的“发现-设计-测试”循环，例如通过构建材料基因组数据库来预测特定合金成分下的疲劳寿命或蠕变性能。 此外，对材料在极端环境下的行为预测至关重要。本书涵盖了高超声速飞行器用热防护材料的热-结构耦合响应分析，以及核反应堆材料在强辐照环境下的氦泡形成、肿胀效应和脆化机理的最新研究进展。 第三部分：智能材料与可持续发展导向的材料设计（约600字） 未来的工程系统将是“有感知、可响应”的。本部分着眼于智能材料（Smart Materials）的设计与应用，这些材料能够对外界环境刺激（如温度、应力、电场、光照）产生可逆的、可控的响应。我们将深入探讨形状记忆合金（SMA）的相变机制及其在自修复结构和微驱动器中的应用；压电和电活性聚合物在柔性传感器和能量收集（能量采集）方面的最新进展；以及磁流变/电磁流变液在主动减振系统中的工程优化。 面对日益严峻的资源与环境约束，可持续材料科学已成为工程领域的重要方向。本书详细论述了生物基与可降解聚合物的结构设计，以实现特定使用寿命后的环境友好降解。特别关注先进生物相容性材料在组织工程和植入式医疗设备中的研究，包括如何通过表面改性和微纳结构调控细胞的黏附、增殖与分化。 最后，本书探讨了面向循环经济的材料创新。这包括开发易于分离和回收的复合材料体系，以及探索冶金过程的低能耗替代方案，例如利用电化学方法替代传统高温冶金，以大幅降低材料生产过程中的碳足迹。我们不仅关注材料的性能，更强调其全生命周期的环境效益和经济可行性。 本书面向高年级本科生、研究生以及从事先进材料研发、航空航天、能源装备、生物医学工程的专业技术人员。它要求读者具备基本的物理化学和工程力学背景，旨在激发读者对材料前沿研究的浓厚兴趣，并为其深入探索打下坚实的基础。
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