材料 工程、科学、加工和设计 导读版PDF电子书下载

1前言：材料——历史和特性 1

1.1材料、加工和选择 2

1.2材料的性能 4

1.3设计极限参数 9

1.4概括与总结 10

1.5延伸阅读 10

1.6练习 10

2族谱：材料及加工的分类 13

2.1简介与大纲 14

2.2材料的分类：材料族谱 14

2.3加工的分类：加工族谱 18

2.4加工与性能的相互作用 21

2.5材料的性能图表 22

2.6材料和加工的计算机辅助信息管理 24

2.7概括与总结 25

2.8延伸阅读 26

2.9练习 26

2.10基于CES（Cambridge Engineering Selector，剑桥工程选择器）的设计研究 28

2.11基于CES元素数据库的理论探索 28

3战略思维：材料匹配于设计 29

3.1简介与大纲 30

3.2设计过程 30

3.3设计需要的材料和工艺信息 34

3.4策略：分解、筛选、排列及文献研究 36

3.5分解举例 39

3.6概括与总结 43

3.7延伸阅读 43

3.8练习 44

3.9基于CES设计研究 46

4刚度和重量：密度和弹性模数 47

4.1简介与大纲 48

4.2密度、应力、应变和模数 48

4.3重点图示：材料性能图表 56

4.4理论知识：什么决定密度和刚度？ 58

4.5模数和密度的控制 69

4.6概括与总结 73

4.7延伸阅读 74

4.8练习 74

4.9基于CES的设计研究 77

4.10基于CES元素数据库的理论探索 78

5弯曲、下垂、摆动：限定刚度的设计 81

5.1简介与大纲 82

5.2弹性问题的标准解法 82

5.3弹性设计中的材料参数 89

5.4限定条件和参数图示 95

5.5案例研究 99

5.6概括与总结 106

5.7延伸阅读 107

5.8练习 109

5.9基于CES的设计研究 109

5.10基于CES元素数据库的理论探索 111

6弹性以外：塑性、屈服和延展性 112

6.1简介与大纲 112

6.2强度、塑性功和延展性：定义和度量 116

6.3重点图示：屈服强度图表 118

6.4深入研究：强度和延展性的本质 127

6.5强度控制 135

6.6概括与总结 136

6.7延伸阅读 137

6.8练习 138

6.9基于CES的设计研究 138

6.10基于CES元素数据库的理论探索 141

7弯曲和压溃：强度设计 142

7.1简介与大纲 142

7.2塑性问题的标准解法 149

7.3限定塑性设计中的材料参数 154

7.4案例研究 158

7.5概括与总结 159

7.6延伸阅读 159

7.7练习 161

7.8基于CES的设计研究 163

8断裂与断裂韧性 164

8.1简介与大纲 164

8.2强度和韧性 166

8.3断裂力学 172

8.4韧性的材料性能图表 174

8.5深入研究：韧性的本质 178

8.6性能控制：强度与韧性的协调 181

8.7概括与总结 181

8.8延伸阅读 182

8.9练习 182

8.10基于CES的设计研究 183

8.11基于CES元素数据库的理论探索 183

9抖动、颤动和波动：循环载荷、破坏和失效 185

9.1简介与大纲 186

9.2振动和共振：阻尼系数 186

9.3疲劳 186

9.4疲劳强度图表 187

9.5深入研究：阻尼和疲劳的本质 194

9.6抗疲劳能力的控制 195

9.7概括与总结 196

9.8延伸阅读 198

9.9练习 199

9.10基于CES的设计研究 199

10保持完整：限制断裂的设计 202

10.1简介与大纲 203

10.2断裂问题的标准解法 204

10.3断裂安全设计中的材料参数 204

10.4案例研究 205

10.5概括与总结 209

10.6延伸阅读 220

10.7练习 221

10.8基于CES的设计研究 221

11摩擦、滑动和粘着：摩擦和磨损 224

11.1简介与大纲 227

11.2摩擦学特性 228

11.3摩擦和磨损图表 228

11.4摩擦和磨损的物理学 229

11.5设计和选择：控制摩擦和磨损的材料 231

11.6概括与总结 235

11.7延伸阅读 240

11.8练习 241

11.9基于CES的探索设计 243

12激活的原子：材料和热 245

12.1简介与大纲 246

12.2热特性：定义和度量 246

12.3重点图示：热特性图表 249

12.4深入研究：热特性的物理学 251

12.5热特性的控制 257

12.6利用热特性的设计 258

12.7概括与总结 268

12.8延伸阅读 269

12.9练习 270

12.10基于CES的设计研究 271

12.11基于CES元素数据库的理论探索 272

13持续高温：高温下的材料使用 275

13.1简介与大纲 276

13.2温度对材料性能的影响 276

13.3蠕变行为图表 281

13.4理论知识：扩散和蔓延传导 284

13.5抗蠕变材料 293

13.6应对蠕变的设计 296

13.7概括与总结 304

13.8延伸阅读 305

13.9练习 305

13.10基于CES的设计研究 308

13.11基于CES元素数据库的理论探索 308

14导体、绝缘体和电介质 311

14.1简介与大纲 312

14.2导体、绝缘体和电介质 313

14.3电学性能图表 317

14.4深入研究：电学性能的本质和控制 320

14.5设计：材料电学性能的利用 331

14.6概括与总结 338

14.7延伸阅读 338

14.8练习 339

14.9基于CES的设计研究 341

14.10基于CES元素数据库的理论探索 343

15磁性材料 345

15.1简介与大纲 346

15.2磁特性：定义与度量 346

15.3磁特性图表 351

15.4深入研究：磁特性物理学及其控制 353

15.5磁学设计中的材料选择 358

15.6概括与总结 363

15.7延伸阅读 363

15.8练习 364

15.9基于CES的设计研究 365

15.10基于CES元素数据库的理论探索 366

16光学装置用材料 367

16.1简介与大纲 368

16.2材料相互作用及幅射 368

16.3光学性能图表 373

16.4深入研究：光学特性物理学及其控制 375

16.5光学设计 381

16.6概括与总结 382

16.7延伸阅读 383

16.8练习 383

16.9基于CES的设计研究 384

16.10基于CES元素数据库的理论探索 385

17耐用性：氧化、腐蚀和退化 387

17.1简介与大纲 388

17.2氧化、可燃性和光致退化 388

17.3氧化机理 390

17.4抗氧化材料制备 392

17.5腐蚀：酸、碱、水和有机溶剂 395

17.6深入研究：腐蚀机理 396

17.7对抗腐蚀 401

17.8概括与总结 404

17.9延伸阅读 405

17.10练习 405

17.11基于CES的设计研究 406

17.12基于CES元素数据库的理论探索 407

18加热、锻造、联接和抛光：制造工艺 409

18.1简介与大纲 410

18.2设计中的工艺选择 410

18.3工艺特性：材料的适应性 413

18.4成型过程：特性与本质 414

18.5联接工艺：特性与本质 423

18.6表面处理（精加工）工艺：特性与本质 426

18.7成型工艺的成本估算 427

18.8计算机辅助工艺选择 432

18.9案例研究 434

18.10概括与总结 443

18.11延伸阅读 444

18.12练习 445

18.13基于CES的设计研究 446

18.14基于CES元素数据库的理论探索 447

19遵循处方：处理和性能 449

19.1简介与大纲 450

19.2材料的微观结构 450

19.3加工过程中微观结构的演变 454

19.4性能加工 462

19.5实例研究 464

19.6混合材料制备 472

19.7概括与总结 474

19.8延伸阅读 475

19.9练习 476

19.10基于CES的设计研究 477

20材料、加工和环境 479

20.1简介与大纲 480

20.2材料消费及其增长 480

20.3材料的生命周期和评估标准 483

20.4定义和度量：材料内能（能耗）、加工能耗和生命结束时的潜能 484

20.5材料内能图表 490

20.6设计：生态设计的材料选择 493

20.7概括与总结 497

20.8附录：一些有用的数据 498

20.9延伸阅读 498

20.10练习 499

20.11基于CES的探索设计 501

索引 503