机械工程手册 补充本 1PDF电子书下载

流体 力学 1

多相流动 1

常用符号 1

目 录 1

1 两相流动的特性参数 2

2 多相流动的分类与特点 3

2.1 多相流动分类 3

2.2 多相流动特点 3

3 气液两相流的流型 3

3.1 流型 3

3.2 状态图 4

4 空隙率 6

4.1 参数关系式 6

4.2 空隙率的求法 6

5.1 参数定义 8

5.2 基本方程 8

5 气液两相流的基本方程及其简化 8

5.3 简化模型 9

6 湿蒸汽流动 10

6.1 状态方程 10

6.2 一元流基本方程 10

6.3 湿蒸汽透平的效率 11

7 气液两相流中的压力损失 11

7.1 总压损失 11

7.2 摩擦损失的经验计算法 12

7.3 环状流的压力损失 16

7.4 锅炉内汽水两相流的摩擦损失 16

7.5 一般蒸发管流的摩擦损失 17

7.6 螺旋管流的摩擦损失 17

8 液体雾化和液滴 17

8.1 雾化 17

8.2 液滴 18

9.1 气泡直径 19

9.2 气泡运动速度 19

9 气泡流动 19

9.3 阻力系数 20

1Q 气液两相流的临界流动 22

10.1 气液两相流中的声速 22

10.2 临界流动 22

11 气固两相流的输运特性 24

11.1 固体颗粒的阻力系数 24

11.2 固体颗粒的传热 24

12.1 参数定义 25

11.3 固体颗粒的传质 25

12 气固（液固）两相流的基本方程 25

12.2 基本方程 26

12.3 气固两相系统的热力学参数 26

12.4 一元等熵流基本方程 27

13 不可压缩气固两相流平板层流边界层 27

13.1 基本方程 27

14.2 最小输运速度 28

14.1 管流压降模型 28

14 管内气固两相流动 28

13.2 弛豫现象 28

14.3 沉降流动 29

15 气力输送 29

15.1 粉粒体悬浮运动 29

15.2 管内实际流动 31

15.3 混合比和输送需气量 31

15.4 输送气流速度 31

15.5 压力损失 32

15.6 输料管不堵塞条件 34

16 液固两相流的压力损失 34

16 损失系数 34

16.2 水力坡度 34

17 有化学反应的多相流动 35

18 多相流计算与实验概述 36

18.1 多相流计算 36

18.2 多相流实验 36

参考文献 37

热工学 39

数值传热学 39

常用符号 39

1 导热问题的数值计算 40

1.1 一维稳定导热问题 40

1.2 一维不稳定导热问题 42

1.3 二维及多维导热问题 43

1.4 形状不规则物体的导热计算 49

1.5 有相变的导热问题的温度场计算 50

1.6 导热问题的数值计算举例 51

2 对流换热问题数值解简述 51

2.1 通用控制方程式 51

2.2 已知流场求解强制对流稳态温度场 52

2.3 速度场的数值计算 53

2.4 边界条件 54

2.5 对流问题数值求解步骤（SIMPLE算法） 55

3.3 有效辐射的矩阵求逆法 56

3.2 有效辐射的迭代求解法 56

3 固体表面间的辐射换热计算 56

3.1 代数模型的基本公式 56

参考文献 57

电工基础与工业电子学 59

开关电容网络 59

常用符号 59

1 工作原理 59

1.1 基本部件 59

1.2 简单的SC电路及SC积木块 61

1.3 电荷守恒定律 63

2 开关电容网络的分析与综合 64

2.1 时域分析 64

2.2 频域分析 65

2.3 状态变量分析法 66

2.4 节点分析法 67

2.5 改进节点分析法 68

2.6 等效电路分析法 70

2.7 计算机辅助分析方法概述 71

3 开关电容滤波器 71

3.1 跳步型SCF 72

3.2 运用z变换设计SCF 72

3.3 电压反向开关型SCF 74

3.4 N通道SCF 75

4.3 数字-模拟和模拟-数字变换器 76

4.2 可编程序SCF 76

4.1 开关电容电压放大器 76

4 开关电容网络应用举例 76

4.4 开关电容振荡器 77

参考文献 77

声 学 79

1 声发射 79

1.1 声发射的基本概念 79

1.2 声发射数据测量与分析用仪器 81

2.1 次声声源 83

1.3 声发射技术的应用 83

2 次声 83

2.2 次声的传播与接收 84

2.3 次声的效应与应用 87

3 噪声 88

3.1 噪声的危害 88

3.2 噪声允许标准 90

非金属材料 95

1 塑料性能的测试 95

1.1 物理性能测试 95

1．2 机械性能测试 95

1.3 热性能测试 102

1.4 电性能测试 105

1.5 耐化学性能测试 106

1.6 老化性能测试 107

2 橡胶的物理机械性能试验 108

2.1 抗张性能试验 108

2.3 硬度试验 109

2.2 压缩永久变形试验 109

2.4 弹回率试验 110

2.5 耐磨性试验 110

2.6 抗撕裂性能试验 111

2.7 耐老化性能试验 111

2.8 动疲劳性能试验 112

2.9 抗膨润性试验 112

3 石棉及其制品 113

3.1 石棉的特点及分类 113

3.2 石棉制品的类别和用途 113

3.3 石棉及其制品的主要性能及其含义 114

3.4 常用石棉及其制品的性能 114

复 合材料 119

第1章 纤维增强塑料 119

1 玻璃纤维增强塑料 119

1.1 玻璃纤维的成分、特性和单丝直径的合理选用 119

1.2 玻璃纤维的表面处理 120

1.3 玻璃纤维增强热固性塑料 122

1.4 玻璃纤维增强热塑性塑料 123

2 碳纤维增强塑料 127

2.1 碳纤维的类别和性能特点 127

2.2 碳纤维的表面处理 128

2.3 碳纤维增强热塑性塑料 129

2.4 碳纤维增强热塑性塑料的用途 131

2.5 碳纤维复合材料成型工艺 131

2.6 性能试验 133

3 其它纤维增强塑料 137

3.1 芳纶纤维的性能特点 137

3.2 芳纶纤维增强塑料 139

3.3 石棉纤维的性能 139

3.4 石棉纤维增强塑料 139

3.5 其它纤维及其增强塑料 140

1.4 碳-碳复合材料的特点 141

1.3 碳基质的制成 141

1.5 碳-碳复合材料的应用 141

1 碳-碳复合材料的特点和用途 141

1.1 碳-碳复合材料的一般分类 141

第2章 碳-碳复合材料 141

1.2 基体的类型 141

2 碳基体的类别和制法 142

2.1 连续纤维基体 142

2.2 不连续纤维基体 142

3 碳-碳复合材料的制造方法 142

3.1 气相沉积碳 143

3.2 有机物碳化工艺 143

4 碳-碳复合材料的性能 143

第3章 金属基复合材料 145

1金属基复合材料的类别和特点 145

2 硼-铝复合材料 146

2.1 硼纤维的制造方法与性能 146

3 碳-铝复合材料 147

3.1 碳-铝复合材料的制造工艺 147

2.3 硼-铝复合材料的性能及用途 147

2.2 硼-铝复合材料的制造工艺 147

3.2 碳-铝复合材料的性能及用途 148

4 碳化硅-铝复合材料 148

4.1 碳化硅纤维的制造方法与性能 148

4.2 碳化硅-铝复合材料的制造工艺及性能 148

第4章 夹层结构材料 149

1 制造工艺 149

1.1 泡沫塑料的发泡方法 149

1.2 夹层结构制造工艺 149

2 材料性能 149

2.1 泡沫塑料性能 149

2.2 蜂窝芯子性能 151

2.3 面板与芯子的胶接性能 153

2.4 夹层结构性能 153

3.2 刚度计算 154

3.3 稳定性计算 154

3.1 强度计算 154

3 夹层结构的设计与检验 154

3.4 检验 155

参考文献 155

金属材料的物理试验与应用 157

1 金属材料物理性能参数的测定 157

1.1 密度测定 157

1.2 磁化率测定 157

1.3 导电性能测定 158

1.4 热电势测定 160

1.5 比热容测定 161

1.6 导热性能测定 163

1.7 热膨胀系数测定 165

1.8 弹性模量测定 167

1.9 金属内耗（阻尼）性能测定 170

2 金属材料性能的无损检测 172

2.1 概述 172

2.2 合金成分分选 173

2.3 组织评定 176

2.4 力学性能评定 185

2.5 应力无损测定 188

2.6 复层厚度的无损测定 192

参考文献 196

机构选型与运动设计 197

1 运动链 197

2 空间低副机构简图 198

3 三心定理无解的三类机构瞬心 200

4.1 构件的位置、速度和加速度分析 201

4 机构的运动分析——解析法 201

4.2 几种Ⅱ级组的位置、速度和加速度分析 202

4.3 计算实例 202

5 机构的动力分析——解析法 204

5.1 曲柄和常见Ⅱ级组的力和力矩平衡方程式 204

5.2 计算实例 206

6 构件惯性力及质量代换 206

6.1 构件惯性力 206

7 机构的结构分析和类型综合 207

6.2 质量代换 207

7.1 机构的结构分析 208

7.2 机构的类型综合 211

8 曲率 214

8.2 曲率半径（ρ）与曲率（K）的公式 215

8.3 曲率中心C坐标（α，β）及公式 215

8.4 渐伸线和渐屈线 215

8.5 拐点圆（切向圆）和交变圆（法向圆） 216

8.6 欧拉-萨伐利公式 216

9 考虑构件弹性的连杆机构设计 220

9.1 弹性动力分析方法简介 221

9.2 弹性连杆机构设计中的运动改善法 221

10 互包络线机构设计 223

10.1 （互）包络线的四种形成原理 223

10.2 包络法设计（互）包络线机构 224

10.3 坐标变换矩阵法线法设计（互）包络线机构 226

11 高速凸轮设计 230

11.1 高速凸轮动力学 231

11.2 高速凸轮运动曲线的选择 233

11.3 高速凸轮机构的设计 234

12 机构的组合方式 235

12.1 机构的串联组合 235

12.2 机构的并联组合 236

12.3 机构的封闭式组合 238

12.4 机构的装载式组合 239

13 空间连杆机构运动设计 240

13.1 空间连杆机构位置分析的其它方法 240

13.2 空间连杆机构构件上任一点的轨迹分析 248

13.3 空间连杆机构的运动分析 249

13.4 空间连杆机构的运动设计 249

14 机构的平衡 252

14.1 平面四杆机构的平衡 253

14.2 空间连杆机构平衡概述 264

参考文献 265

1 曲轴弯曲应力集中系数的计算公式和计算图谱 267

1.1 曲轴弯曲应力集中系数计算公式 267

机械结构强度 267

1.2 曲轴弯曲应力集中系数列线图 272

2 关于曲轴变形的简便计算 272

8.1 定义，法线及曲率中心作法 274

机械产品失效分析 275

常用符号 275

第1章 概 述 277

1 失效及其类型 277

2失效分析及其目的 277

1.1 断口试样的选择 279

第2章 失效分析方法及一般程序 279

1 断口试样的选择、清洗和保存 279

1.2 断口试样的清洗 281

1.3 断口试样的保存 283

2 断裂失效分析的一般程序 283

2.1 原始资料的收集 283

2.5 金相检验 284

2.4 断口分析 284

2.3 机械性能试验 284

2.2 无损检测 284

2.6 结构分析 285

2.7 化学分析 285

2.8 断裂力学分析 285

2.9 模拟试验 285

2.10 综合分析 286

3 故障树分析方法（FTA） 286

3.1 基本概念 286

3.2 故障树的建立 286

3.3 故障树的定性分析 289

3.4 故障树的定量分析 290

3.5 实例 290

第3章 断口形貌分析 291

1 解理断口 291

1.1 解理断口的宏观形貌特征 291

1.2 解理断口的微观形貌特征 292

1.3 准解理断口的形貌特征 294

2 韧性断口 295

2.1 韧性断口的宏观形貌特征 295

2.2 韧性断口的微观形貌特征 295

3 疲劳断口 296

3.1 疲劳断口的类型 297

3.2 疲劳断口的宏观形貌特征 297

3.3 疲劳断口的微观形貌特征 300

4.1 应力腐蚀断口 302

4 其它断口 302

4.2 氢脆断口 303

4.3 腐蚀疲劳断口 304

4.4 其它微观断口 304

第4章 机械构件的失效 306

1 失效模式 306

2 构件内部受力的不均匀性 307

2.2 应力集中 308

2.1 Boas实验 308

2.3 锻件尺寸的影响 309

3 构件失效与薄弱环节及显微组织 310

3.1 薄弱环节的影响 310

3.2 显微组织参数化及定量测定 311

3.3 显微组织参数与强度的定量关系 312

第5章 蠕变失效 313

1 从室温到高温 313

2 材料在高温受力下的行为 315

2.1 蠕变 315

2.2 松弛 316

2.3 消振及内耗 318

2.4 热疲劳 319

3 葛庭燧及张兴钤实验 320

3.1 葛庭燧实验 320

3.2 张兴钤实验 320

4.1 等温直线法 321

4 蠕变及持久强度的预测 321

4.2 参数法 322

4.3 预测方法的考核 322

5 蠕变损伤及残余寿命 326

5.1 金相法 326

5.2 密度法 326

5.3 图解优选法 327

第6章 零部件强度的可靠性分析 328

1失效概率的计算 328

1.1 载荷与强度的概率分布 328

1.2 应力和强度都是正态分布时 328

可靠度的计算方法 328

1.3 应力为正态分布强度为威布尔分布时可靠度的计算方法 331

1.4 作图法求经验分布的可靠度 332

2 静载荷下失效概率的计算 333

2.1 材料静强度的概率分布 333

2.2 零部件在静载荷下失效概率的计算 339

3 交变载荷下零部件失效概率的计算方法 340

3.1 载荷的统计 340

3.2 给定寿命下的疲劳强度分布 342

3.3 材料疲劳强度的统计数据 342

3.4 疲劳极限线图 349

3.5 零部件疲劳强度的统计分布 350

3.6 零件及构件的疲劳可靠性设计计算 354

4.1 统计基础 359

4 带裂纹零部件的可靠性分析 359

4.2 带裂纹零部件强度的可靠度计算 360

4.3 带裂纹零部件寿命的可靠度计算 361

第7章 零部件疲劳寿命的可靠性预测 363

1 疲劳寿命预测的重要性 363

2 等幅交变载荷下疲劳强度和寿命的可靠性预测 364

2.1 等幅交变载荷下零部件的疲劳寿命及可靠度 364

2.2 等幅交变载荷下零部件的疲劳强度及可靠度 366

3.2 疲劳累积损伤理论 368

3.1 载荷（应力）累积频次分布图 368

3 多级载荷下疲劳强度和寿命的预测 368

3.3 疲劳寿命可靠性估计的递推法 371

4 随机疲劳的寿命估计 372

4.1 引言 372

4.2 相当应力法 374

4.3 局部应力-应变法 378

4.4 功率谱法 381

2 船用预热水管断裂失效分析 383

3 合成氨设备中的节流阀阀头断裂失效分析 383

1 汽车水泵轴断裂失效分析 383

第8章 断裂失效分析实例 383

4 纺织经轴染色机圆盖断裂失效分析 384

参考文献 385

机械振动 389

1 快速傅里叶变换（FFT）在谱分析中的应用 389

1.1 离散傅里叶变换（DFT）和FFT 389

1.2 采样定理和混迭效应 390

1.3 泄漏现象与窗函数的选择 391

1.4 误差分析和平滑技术 392

1.5 几种重要量的计算公式 393

2 试验模态分析技术 394

2.1 频率响应函数法 395

2.2 时域法 403

2.3 模态分析的其他重要问题 404

参考文献 405

2 电液压清砂设备的选择与设计 407

3电液压清砂设备的组成 407

电液压清砂 407

1电液压清砂的原理 407

铸 造 407

3.1 高压冲击大电流发生器 408

3.2 充电回路的技术经济比较 408

3.3 脉冲电容器的主要技术参数 409

3.4 清砂装置 409

4.2 电流的波形幅值和陡度 410

4.3 工作间隙放电通道压力区的形状与分布 410

4.1 瞬间放电能量、放电时间及工作间隙 410

4 影响电液压清砂效果的因素 410

4.4 反射罩 411

4.5 放电电极结构形式和材料 411

5电液清砂的安全与卫生 413

锻 压 415

1 加热炉节能技术 415

1.1 概述 415

1.2 燃烧与控制节能技术 416

1.3 加热炉用新型节能燃烧装置 420

1.4 加热炉余热回收及利用 423

1.5 加热炉炉体结构 426

1.6 节能技术的经济效益 427

2液态金属模锻 427

2.1 工艺方法 428

2.2 液态模锻模具设计 430

2.3 液态模锻设备 435

2.4 液态模锻件质量的控制 439

2.5 液态模锻的实际应用 441

板料冲压 445

1 金属及其合金的超塑成形 445

1.1 金属的超塑性 445

1.2 金属材料的超塑性数据 447

1.3 超塑成形工艺 453

2 板材成形性能与成形极限 456

2.1 板材成形区域 456

2.2 板材的成形性能及其测试 458

2.3 冲压工艺性能试验 465

2.4 板材成形性能参数间的相关性 468

2.5 冲压成形极限 470

参考文献 480

1 渗硼 481

1.1 粒状及粉末介质渗硼 481

材料保护 481

表面合金化新工艺 481

1.2 熔盐渗硼 482

1.3 气体渗硼新工艺 482

1.4 渗硼层的组织和性能 482

1.5 渗硼的要领 483

2 LT（无污染硫氮碳共渗）新工艺 483

2.1 基盐J-1和再生盐Z-1 483

2.2 熔盐中的主要反应和硫氮碳共渗原理 483

3渗铬 484

3.1 粒状介质渗铬 484

2.3 熔盐中氰根含量的控制 484

2.5 共渗层组织及性能 484

2.4 LT（无污染硫氮碳共渗）工艺流程 484

3.2 硼砂为基的熔盐渗铬 485

4 复合处理 485

4.1 渗锌与等温淬火相结合的复合处理 485

4.2 渗碳后渗铬 485

5.2 离子注入的强化效果和应用 486

5.1 离子注入工艺的主要特点 486

4.3 渗硼后渗硫 486

5 离子注入 486

4.4 镀钴渗硼 486

6 几种渗层的主要特性和应用 487

自动上下料装置与工业机械手 489

1 自动上下料装置 489

1.1 双转盘式定向上料机构 489

1.2 薄片零件自动上料时位态识别定向法 491

2 工业机械手的电控系统与位置检测装置 494

2.1 继电器控制系统 494

2.2 顺序控制器控制 495

2.3 计算机数字控制 496

2.4 示教再现控制 496

2.5 位置检测装置简介 497

焊接机械化与自动化 499

1 焊接机械的设计计算 499

1.1 焊接变位机 499

1.2 焊接滚轮架 503

1.3 焊接操作机 504

2 焊接机械手 509

2.1 焊接机械手的分类 509

2.2 弧焊机械手的要求及其性能 510

2.3 弧焊机械手的组成 511

参考文献 516

1.1 时间的管理 519

1 在箱式气体渗碳炉中的应用 519

微型计算机在热处理中的应用 519

热处理机械化与自动化 519

1.2 温度的测量及控制 520

1.3 碳势的控制 521

1.4 控制程序 522

2 在轴承热处理中的应用 522

2.1 渗碳的控制 523

2.2 机器人的控制 525

3 在氮基气氛碳势控制中的应用 525

4.1 硅钢片退火的数学模型 526

4 小型计算机在罩式退火炉中的应用 526

4.2 控制方案 528

4.3 程序框图 528

5 在气体燃料炉中的应用 530

5.1 控制原理 530

5.2 直接数字控制（DDC）过程控制软件 530

5.3 直接数字控制回路的信息流程 531

5.4 数据采集及中值滤波 531

5.5 回路控制过程 532

5.6 报警处理 533

6 在温度前馈加反馈控制中的应用 533

7 在真空炉工件温度控制中的应用 534

8 在高频淬火中的应用 535

8.1 用微型计算机控制高频淬火 535

8.2 用微型计算机及顺序控制器控制高频淬火 536

9 在真空渗碳中的应用 537

9.1 碳浓度分布及甲烷添加量的计算 538

9.2 真空渗碳过程的控制 539

参考文献 541

金属切削自动化 543

1 计算机数控和微型机数控 543

1.1 概述 543

1.2 控制软件 545

1.3 机床可编程接口 554

2.1 DNC系统的特点 566

2.2 DNC的结构和分类 566

2直接数字控制（DNC） 566

2.3 DNC系统的评价 567

3 金属切削加工自动化设备的柔性化 568

3.1 概述 568

3.2 柔性加工设备的类型 568

3.3 不同自动化加工设备的评价 572

4 数控机床程序编制 573

4.1 数控自动编程方法的发展 573

4.2 工艺处理语言 575

4.3 符号处理语言 582

长度测量自动化 589

自动测量系统的动态特性 589

1 概述 589

1.1 自动测量系统组成环节的分类 589

1.2 自动测量系统的？入形式 589

1.3 自动测量系统的动态特性项目 590

2 接触式量仪的动态特性 590

2.1 临界频率 590

2.2 动态误差 592

2.3 工件送进临界速度和稳定时间 593

3 模拟式量仪的动态特性 595

3.1 一般分析方法 595

3.2 一阶系统的动态特性 599

3.3 二阶系统的动态特性 601

3.4 高阶系统的动态特性 604

4 数字式量仪的动态特性 605

参考文献 607