疲劳试验测试分析理论与实践

疲劳试验测试分析理论与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:国防工业
作者:(美)李永利|译者
出品人:
页数:313
译者:张然治
出版时间:2011-4
价格:68.00元
装帧:
isbn号码:9787118073287
丛书系列:
图书标签:
  • 疲劳试验测试分析理论与实践
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  • 实验技术
  • 数据分析
  • 工程应用
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具体描述

《疲劳试验测试分析理论与实践》概括了零部件载荷测量和数据采集、疲劳特性确定疲劳分析和加速寿命试验准则制订等方面的实用技术,重点强调可靠性验证的试验规程编制。该书内容源自作者长期在汽车工程设计领域的教学理论和工程经验,并大量采用实例进行图示说明。该书可供从事机械设计、试验和相关专业的研究人员参考,亦可作为高等院校教学参考书。

《应力应变测量原理与应用》 本书深入剖析了应力应变测量的核心原理,并结合丰富的实际案例,详细阐述了其在各个工程领域的广泛应用。我们将从基础的应变片粘贴技术入手,逐步深入到应变传感器的设计、制造及其工作机制。 第一部分:应力应变测量基础理论 材料力学基础回顾: 简要回顾弹性力学、塑性力学中的基本概念,包括应力、应变、应力-应变关系(虎克定律)、泊松比等,为理解后续内容奠定理论基础。 应变片工作原理: 详细介绍金属箔式应变片、半导体应变片的工作原理,包括电阻应变效应、半导体应变效应等。深入分析应变片敏感栅的几何形状、电阻率、灵敏系数(Gauge Factor)等关键参数对测量精度的影响。 桥路电路与信号采集: 讲解各种应变桥路(全桥、半桥、四分之一桥)的连接方式、工作原理及信号放大、滤波、补偿等关键环节。介绍数据采集系统的构成、采样率、分辨率等指标,以及如何选择合适的采集设备。 测量误差分析与补偿: 深入探讨应变测量过程中可能出现的各种误差源,包括温度影响、应变片粘贴误差、应变片自身误差、电路误差、环境干扰等。详细介绍各种误差的定性与定量分析方法,以及相应的补偿技术,如温度补偿、应变片零点漂移补偿等。 第二部分:应变测量方法与技术 应变片粘贴技术: 详细指导应变片的正确粘贴步骤,包括表面处理、粘结剂选择、粘贴方法、导线连接等。强调关键操作的细节和注意事项,确保粘贴牢固、可靠,减少测量误差。 应变花与多向应变测量: 讲解三维、二维应变花的设计原理、粘贴方法及其在测量复杂应力状态下的应用。介绍如何根据应变花测量数据计算主应力、主应变的方向和大小。 动态应变测量: 阐述动态应变测量的挑战,包括高频信号的采集、滤波和分析。介绍高速数据采集技术、抗干扰措施以及动态应变分析方法。 应变测量中的非接触式技术: 简要介绍散斑干涉法、数字图像相关法(DIC)等非接触式应变测量技术,阐述其基本原理和应用优势。 第三部分:应变测量在工程实践中的应用 结构健康监测(SHM): 详细介绍应变传感器在桥梁、高层建筑、风力发电机塔筒等结构健康监测中的部署方案、数据分析方法以及预警系统构建。探讨如何通过长期应变数据监测结构的动力响应、损伤演化和剩余寿命评估。 航空航天工程: 阐述应变测量在飞机结构载荷监测、发动机关键部件应力分析、起落架受力分析等方面的应用。讲解如何通过应变数据优化结构设计,提高安全性。 汽车工程: 介绍应变传感器在汽车车身应力分析、悬架系统受力测试、碰撞安全测试等方面的应用。展示如何利用应变数据改进车辆性能和安全性。 机械工程与制造: 探讨应变测量在旋转机械(如涡轮、齿轮)的应力分析、机床精度校验、模具应力监测等方面的应用。 其他领域应用: 简要提及应变测量在医疗器械、生物工程、地质勘探等领域的创新应用。 第四部分:高级主题与发展趋势 应变数据处理与模型关联: 介绍应变数据的预处理技术,包括去噪、平滑、基线修正等。探讨如何将实测应变数据与有限元分析(FEA)模型相结合,进行模型修正与验证。 传感器网络与物联网(IoT)在应变监测中的应用: 探讨构建无线传感器网络,实现大规模、分布式应变数据的实时采集、传输与分析。阐述物联网技术如何赋能结构健康监测的智能化。 新型应变传感技术: 展望和介绍光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器、压电应变传感器等新型传感技术及其在极端环境下的应用潜力。 本书旨在为工程师、研究人员和学生提供一套系统、全面的应力应变测量知识体系,帮助读者掌握最新的测量技术和应用方法,从而在各自的工程实践中更有效地解决实际问题。

作者简介

李永利(Yung-Li Lee)博士是戴姆勒·克莱斯勒公司应力实验室和耐久性开发部的高级技术人员,从事多轴疲劳、塑性理论、汽车零件耐久性试验、点焊疲劳和概率疲劳与断裂设计研究工作。他还是密西根州罗彻斯特市奥克兰大学机械工程系的兼职教授。

目录信息

第一章 传感器和数据采集 1.1 引言 1.2 应变片的基本原理 1.2.1 应变片的阻抗和激励电压 1.2.2 应变片长度 1.2.3 应变片材料 1.2.4 应变片的布置 1.3 惠斯通电桥简介 1.3.1 平衡电桥 1.3.2 恒流惠斯通电桥 1.3.3 恒压惠斯通电桥 1.4 恒压应变片电桥输出 1.5 应变片和引线补偿 1.5.1 双引线布置 1.5.2 三引线布置 1.5.3 引线信号衰减 1.5.4 补偿应变片 1.6 应变片电桥标定 1.7 应变片传感器的布置 1.7.1 弯曲悬臂梁 1.7.2 带轴向载荷补偿的弯曲悬臂梁 1.7.3 带弯曲补偿的拉压载荷传感器 1.7.4 剪切力载荷传感器 1.7.5 扭转传感器 1.7.6 商用S型载荷传感器 1.8 矩阵基载荷传感器设计 1.8.1 灵敏度系数矩阵 1.8.2 矩阵基载荷传感器设计 1.9 传感器(应变片)的放置和研究区域的识别 1.9.1 脆性涂层方法 1.9.2 光弹应力涂层 1.9.3 光学应力测量方法 1.10 温度测量介绍 1.10.1 热电偶特性 1.10.2 热敏电阻 1.10.3 电阻温度计和电阻式温度检测器 1.10.4 辐射测量法 1.10.5 光学高温计 1.10.6 态变温度测量法 1.11 通用测量系统 1.11.1 元器件用途 1.11.2 源载荷 1.11.3 在调节级滤除无用信号 1.12 数据采集 1.12.1 信号调节模块 1.12.2 模/数转换 1.12.3 采样频率 1.12.4 混叠误差 1.12.5 采样率确定 1.12.6 频域分析 1.13 数据校验 1.13.1 统计决策 1.13.2 试验数据校验 1.14 转轴的数据传输 1.14.1 滑环总成 1.14.2 遥感测量系统 1.15 虚拟仪器系统及其层次结构 参考文献第二章 疲劳损伤理论 2.1 引言 2.2 疲劳损伤机理 2.3 累积损伤模型——损伤曲线法 2.4 线性损伤模型 2.5 曼森和哈尔福德提出的双线性损伤准则 2.6 结论 参考文献第三章 循环计数法 3.1 引言 3.2 单参数循环计数法 3.2.1 幅度穿越循环计数 3.2.2 波峰-波谷循环计数 3.2.3 区间计数 3.3 二参数循环计数法 3.3.1 三点循环计数方法 3.3.2 四点循环计数法 3.4 载荷-时间历程的再造 参考文献第四章 基于应力的疲劳分析和设计 4.1 引言 4.2 应力-寿命(S-N)和疲劳极限试验 4.2.1 有限寿命区域中疲劳数据的分析 4.2.2 有限寿命区域中的设计S-N曲线 4.2.3 疲劳强度试验 4.3 基于极限拉伸强度估算零件S-N曲线 4.3.1 方法学 4.3.2 钢的极限拉伸强度估算 4.3.3 10的三次方次循环时疲劳强度的估算 4.3.4 疲劳极限估算 4.4 切口效应 4.4.1 切口对疲劳极限的影响 4.4.2 切口对中、低疲劳寿命的影响 4.4.3 切口零件疲劳寿命的评估 4.5 平均应力效应 4.6 组合比例载荷 附录 可靠性系数Cs的推导 参考文献第五章 基于应变的疲劳分析和设计 5.1 引言 5.2 试验测试项目 5.2.1 试样制作 5.2.2 试验设备 5.2.3 试验方法和程序 5.3 材料的单向和循环应力-应变特性分析 5.3.1 单向力学特性 5.3.2 循环材料特性 5.4 平均应力修正法 5.4.1 莫洛平均应力修正法 5.4.2 史密斯-沃森-腾普(SWT)模型 5.5 循环和疲劳特性的估计 5.6 切口分析 5.6.1 名义弹性特性 5.6.2 有效截面的名义总屈服应力 参考文献第六章 断裂力学和疲劳裂纹扩展 6.1 引言 6.2 基于线弹性的应力集中 6.2.1 椭圆孔 6.2.2 圆孔 6.2.3 椭圆孔的极限情况 6.3 格里菲斯的脆性材料断裂理论 6.4 基于线弹性断裂力学(LEFM)的断裂参数 6.4.1 三种基本加载方式 6.4.2 线弹性材料的裂纹尖端渐近场 6.4.3 简单几何形状和加载条件下应力强度因子的解法 6.4.4 线弹性材料的非奇异裂纹尖端渐近场 6.4.5 圆形和椭圆形裂纹 6.5 线弹性断裂力学(LEFM)塑性区域的尺寸和要求 6.5.1 I型裂纹前端塑性区域尺寸的估算 6.5.2 在I型加载条件下,塑性区域尺寸和形状的估算 6.5.3 线弹性断裂力学的必要条件 6.5.4 断裂韧度试验 6.5.5 单调加载和循环加载条件下的塑性区 6.5.6 位移控制条件下的能量释放率 6.6 基于线弹性断裂力学的疲劳裂纹扩展 6.6.1 剩余寿命 6.6.2 裂纹扩展特性 6.6.3 沃克方程 6.6.4 福尔曼方程 6.6.5 寿命估算 参考文献第七章 点焊的疲劳 7.1 引言 7.2 电阻点焊 7.3 样本试验 7.4 疲劳寿命计算技术 7.4.1 基本载荷一寿命分析 7.4.2 结构应力法 7.4.3 应力强度方法 参考文献第八章 加速疲劳试验准则的制定 8.1 引言 8.2 测功机试验的发展过程 8.2.1 回转力矩分布图 8.2.2 RMH循环外推法 8.2.3 RMH分位数外推法 8.2.4 损伤分析 8.2.5 测功机试验规程的制定 8.3 机械零件寿命试验系统的开发 8.3.1 雨流循环外推法 8.3.2 雨流循环分位数外推法 8.3.3 块载荷循环试验的开发 参考文献第九章 可靠性试验验证 9.1 简介 9.2 二项检验法 9.3 有限总体的二项检验法 9.4 威布尔分析法(试验至失效) 9.5 延长试验法 9.6 几乎没有失效的可靠性数据威布尔分析 9.7 有偏抽样法 9.8 贝叶斯分析法 9.9 步进应力加速寿命试验法 9.9.1 步进应力加速试验(SSAT)模型 9.9.2 α、β和γ的估计 9.10 比较试验解析法 9.11 可维修系统的可靠性预测 附录 参考文献第十章 频域疲劳分析 10.1 引言 10.2 随机时间样本 10.3 随机过程 10.4 傅里叶分析 10.5 谱密度 10.6 窄带随机过程的幅度穿越率 10.7 窄带随机过程下的疲劳失效模型 10.8 宽带随机过程下的疲劳失效模型 参考文献人名、地名、机构中英文对照表
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读后感

评分

五分给原著者李永利博士,2分给译者,或者说是译者团队。 在译序当中涉及到的翻译和校对人员有19人之多。搜索得之,译者所在单位为中国北方发动机研究所,可以想见本来并不浩大的翻译工作被长着“工科生”脑袋的专家肢解为各章的翻译任务分配下去,采取的还是层层...

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五分给原著者李永利博士,2分给译者,或者说是译者团队。 在译序当中涉及到的翻译和校对人员有19人之多。搜索得之,译者所在单位为中国北方发动机研究所,可以想见本来并不浩大的翻译工作被长着“工科生”脑袋的专家肢解为各章的翻译任务分配下去,采取的还是层层...

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五分给原著者李永利博士,2分给译者,或者说是译者团队。 在译序当中涉及到的翻译和校对人员有19人之多。搜索得之,译者所在单位为中国北方发动机研究所,可以想见本来并不浩大的翻译工作被长着“工科生”脑袋的专家肢解为各章的翻译任务分配下去,采取的还是层层...

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五分给原著者李永利博士,2分给译者,或者说是译者团队。 在译序当中涉及到的翻译和校对人员有19人之多。搜索得之,译者所在单位为中国北方发动机研究所,可以想见本来并不浩大的翻译工作被长着“工科生”脑袋的专家肢解为各章的翻译任务分配下去,采取的还是层层...

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五分给原著者李永利博士,2分给译者,或者说是译者团队。 在译序当中涉及到的翻译和校对人员有19人之多。搜索得之,译者所在单位为中国北方发动机研究所,可以想见本来并不浩大的翻译工作被长着“工科生”脑袋的专家肢解为各章的翻译任务分配下去,采取的还是层层...

用户评价

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象,那种沉稳而又不失科技感的蓝色调,搭配着简洁有力的书名字体,瞬间就勾起了我对机械材料领域探索的好奇心。翻开书页,扑面而来的是那种严谨的学术气息,纸张的质感也相当不错,阅读体验上就先加了不少分。我一直觉得,一本好的技术书籍,除了内容本身,包装和设计也是不可或缺的一部分,它能够帮助读者更快地进入学习状态。这本书在这一点上做得相当到位,让我对接下来的内容充满期待。我尤其关注的是书中对材料在不同应力状态下如何表现的阐述,这对于我目前正在进行的一项关于航空发动机叶片疲劳寿命预测的工作至关重要。虽然我还没深入到具体的内容,但从目录和前言的介绍来看,这本书似乎涵盖了从基础理论到实际应用的各个层面,这正是我所需要的。我对书中可能会提到的循环加载、应力集中效应以及疲劳裂纹扩展的动力学模型非常感兴趣,这些都是理解材料失效机制的关键。我希望这本书能提供一些前沿的研究方法和实用的案例分析,能够帮助我解决在实际工作中遇到的难题。

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这本书提供了一个非常全面的视角来审视疲劳试验测试分析这一复杂领域。作者不仅深入浅出地讲解了疲劳的理论基础,还详细阐述了在实际操作过程中可能遇到的各种问题以及解决方法。我尤其欣赏书中关于如何正确解读和应用疲劳试验结果的章节,它强调了试验数据并非孤立存在,而是需要结合材料的微观结构、加载条件以及失效机制进行综合分析。我曾经在处理一项疲劳试验数据时,仅仅关注了S-N曲线,而忽略了试样断口形貌的分析,结果导致了对材料疲劳行为的误判。这本书中的断口分析部分,详细介绍了各种典型的疲劳断口特征,以及如何通过SEM等手段来揭示材料的失效过程,这对我来说非常有指导意义。我对书中关于如何利用数值模拟与疲劳试验相结合来提高寿命预测精度的讨论非常感兴趣,这代表了未来疲劳研究的重要方向。

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我一直认为,一本优秀的教科书应该能够激发读者的思考,而不是简单地传递知识。这本书在这方面做得非常出色。在阅读的过程中,我经常会被书中提出的问题所吸引,然后开始思考自己在实际工作中遇到的类似问题,并尝试去寻找书中提供的解决方案。作者鼓励读者独立思考,并通过大量的练习题和案例分析来巩固所学知识,这让我感觉自己不仅仅是在被动地接受信息,而是在主动地学习和成长。书中对一些前沿研究领域的介绍,例如智能材料的疲劳性能、以及纳米材料的疲劳行为,让我对这个领域的未来充满了期待。我对书中关于如何进行疲劳寿命的损伤容限设计以及如何应用可靠性增长理论来改进工程设计和维护策略的讨论非常感兴趣,这对于提高设备的可靠性和延长其使用寿命具有实际意义。

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这本书为我打开了一个全新的视角来理解材料的疲劳行为。我一直以来对材料在循环加载下的微观机制感到困惑,而这本书通过大量的图片和图表,生动地展示了材料内部的微观结构变化,例如滑移带的形成、裂纹萌生和扩展的路径等等。这些直观的展示极大地帮助我理解了宏观的疲劳现象是如何由微观的损伤累积过程驱动的。书中对不同材料(如金属、陶瓷、聚合物)在疲劳载荷下的特性差异的比较也十分有价值,这让我能够根据具体应用选择最合适的材料。我尤其关注书中关于疲劳寿命预测的几种主流方法的介绍,例如Miner线性损伤累积法则、Coffin-Manson关系式以及基于断裂力学的疲劳寿命预测方法。作者对这些方法的优缺点进行了详细的比较和分析,并提供了实际的应用案例,这对于我未来选择和应用这些预测模型非常有帮助。我期待书中能进一步探讨如何结合多尺度分析方法来提高疲劳寿命预测的精度,因为我目前的工作常常面临数据不足和模型不准确的挑战。

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这本书的作者似乎对疲劳测试领域的每一个细节都了如指掌。从试验设备的选型、夹具的设计,到加载波形的选择、试样制备的要求,书中都有非常详细的指导。我尤其赞赏书中关于如何进行试验误差分析和不确定度评估的章节,这对于确保试验结果的科学性和可信度至关重要。我曾经在进行一项疲劳试验时,因为对试验过程中的一些细微环节不够重视,导致试验结果的重现性较差,深感苦恼。这本书恰好填补了我在这些方面的知识空白。书中还提到了许多先进的疲劳测试技术,例如数字图像相关法(DIC)在疲劳裂纹扩展监测中的应用,以及无损检测技术在早期疲劳损伤检测中的作用。这些新技术的介绍让我看到了疲劳测试领域未来的发展方向。我对书中关于如何建立材料的疲劳性能数据库以及如何利用这些数据库进行工程设计优化的讨论非常感兴趣,这对于推动材料科学和工程应用的进步具有深远意义。

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我必须说,这本书的章节安排非常有条理,逻辑性极强。从基础的材料力学原理出发,逐步深入到疲劳试验的设计、数据的分析处理,再到最终的寿命预测和可靠性评估,整个知识体系的构建非常完整。作者在讲解过程中,善于引用经典文献和最新的研究成果,确保了内容的先进性和权威性。我特别欣赏书中对于疲劳试验数据后处理方法的详细阐述,例如如何进行数据平滑、如何识别异常值、以及如何进行统计分析来评估试验结果的不确定性。这些细节对于提高试验数据的质量和解释的可靠性至关重要。我目前在进行一项关于复合材料疲劳性能的研究,而这本书中关于复合材料疲劳行为的特殊性,例如层间剪切、纤维断裂等失效模式的讨论,对我来说非常有启发。我对书中关于如何进行高置信度疲劳寿命预测的策略非常感兴趣,这涉及到如何处理试验数据的分散性以及如何应用可靠性理论来保证工程应用的安全性。

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坦白说,在读这本书之前,我对疲劳试验测试分析的理解还停留在比较表面的层面。这本书的出现,极大地拓宽了我的视野,也深化了我对这个领域的认识。作者的讲解深入浅出,循序渐进,即使是对于初学者来说,也能轻松理解其中的奥秘。我尤其喜欢书中关于疲劳寿命预测中不确定性来源及其量化方法的讨论,这让我意识到,在实际工程应用中,必须充分考虑各种因素对疲劳寿命的影响,才能做出更准确的预测和更可靠的设计。我曾经在进行一项飞行器结构疲劳设计时,因为对材料疲劳性能的不确定性估计不足,导致了设计余量偏小,后来在实际使用中出现了一些问题。这本书的出现,让我能够更好地理解和处理这些不确定性。我对书中关于如何进行剩余寿命评估以及如何制定相应的维修策略的讨论非常感兴趣,这对于保障航空航天、汽车等关键领域的安全运行至关重要。

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这本书不仅仅是理论的堆砌,更充满了实践的智慧。作者通过分享自己在多年疲劳测试和分析工作中的经验,为读者提供了许多宝贵的“诀窍”和“技巧”。例如,在进行试验数据分析时,如何避免过度拟合,如何选择合适的统计模型来描述材料的疲劳行为,以及如何根据试验结果反推出材料的微观力学参数,这些都是非常有价值的经验之谈。我曾经在一个项目中,因为对疲劳损伤机制的理解不够深刻,导致我们选择的预测模型与实际情况存在较大的偏差,最终影响了项目的进度。这本书中的案例分析,尤其是那些成功的和失败的案例,让我能够从别人的经验中学习,避免重蹈覆辙。我对书中关于如何进行疲劳寿命的加速试验设计以及如何将加速试验结果外推到实际使用寿命的讨论非常感兴趣,这对于缩短试验周期和降低试验成本具有实际意义。

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这本书的语言风格非常独特,它既保持了科学著作应有的严谨性和准确性,又融入了作者个人独特的见解和思考,读起来丝毫不会感到枯燥乏味。作者在阐述复杂的概念时,常常会用一些生动形象的比喻,或者引用一些历史故事,这极大地增强了阅读的趣味性。我曾经读过一些技术书籍,虽然内容翔实,但因为语言过于生硬,常常让我难以坚持读下去。而这本书则完全没有这个问题,它仿佛是一位经验丰富的导师在循循善诱地教导我。书中关于疲劳设计理念的演变,从最初的基于安全系数的设计到现在的基于可靠性的设计,以及未来可能的发展方向,都进行了深入的探讨,这让我对整个学科的发展脉络有了更清晰的认识。我对书中关于如何进行疲劳寿命的风险评估以及如何制定相应的安全保障措施的讨论非常重视,这对于确保工程结构的长期安全性和可靠性至关重要。

评分

在阅读这本书的过程中,我最惊喜的发现是它对于疲劳损伤累积理论的深入剖析。作者并没有停留在简单的损伤叠加层面,而是花费了大量的篇幅去阐述不同损伤机制之间的相互作用,以及它们是如何在材料内部逐步累积并最终导致宏观失效的。尤其是关于应力比、应力幅以及加载频率对疲劳寿命影响的数学模型,讲解得非常清晰透彻,并且配有详细的推导过程,让我能够真正理解这些公式背后的物理意义。我曾接触过一些其他的疲劳书籍,但很多都只是泛泛而谈,或者提供一些现成的公式而缺乏深入的解释,这让我总觉得隔靴搔痒。而这本书则不同,它似乎在引导读者去思考“为什么”以及“如何”解决问题,而不是简单地给出答案。书中还提到了许多先进的疲劳试验方法,比如高周疲劳试验和低周疲劳试验的区别,以及它们在不同应用场景下的适用性。我对书中关于如何设计合理的疲劳试验方案,以及如何从试验数据中提取有效信息的讨论尤其重视,这对于提高试验效率和数据可靠性具有直接的指导意义。

评分

非常好的一本书,全是干货。

评分

算是一本很不错的专业书,译本已经绝版~1分扣除给翻译,原版肯定是5分~

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非常好的一本书,全是干货。

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