复合材料力学概论

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出版者:科学出版社
作者:陈建桥
出品人:
页数:149
译者:
出版时间:2006-8
价格:15.00元
装帧:
isbn号码:9787030172549
丛书系列:
图书标签:
  • 复合材料
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具体描述

本书是一本简明的复合材料力学教材,内容包括:复合材料概述,增强纤维和基体,单向复合材料的刚度和强度分析,层合板的刚度和强度分析,层合板的热应力,断裂,弯曲和屈曲,优化设计,智能复合材料的概念,以及作为附录的各向异性材料弹性理论等。本书适于力学、土木建筑、交通、航空航天、材料、机械等专业的学生作为中少学时课程的教材,或自学教材,也可供有关工程技术人员参考。

结构设计的基石:现代材料学的探索之旅 本书并非一本探讨“复合材料力学”的著作,而是带领读者踏上一段跨越古今、纵览材料世界广袤图景的探索之旅。我们将深入理解人类如何从自然界获取灵感,如何巧妙地将不同物质组合,创造出远超单一材料性能的全新物质形态,并最终将这些创新应用于我们赖以生存和发展的宏伟工程之中。 第一篇:材料的起源与演进——从自然馈赠到匠心独运 我们将从最原始的材料讲起,追溯人类文明发展过程中材料的演变轨迹。泥土、石块、木材,这些大自然最慷慨的馈赠,如何被早期人类加工利用,构筑了最初的栖居之所和工具?我们将探寻古代文明在金属冶炼、陶瓷烧制、玻璃制造等领域取得的辉煌成就,了解这些技术如何深刻地改变了农业、手工业和社会结构。 目光转向近现代,工业革命的浪潮如何以前所未有的速度催生了钢铁、水泥、合成聚合物等新型材料?我们将审视这些材料的发现、发展过程,以及它们如何支撑了蒸汽机、铁路、摩天大楼的诞生,彻底重塑了人类的生产方式和生活空间。这一部分将强调材料选择的智慧,以及对环境和可持续发展的早期思考。 第二篇:结构之美与功能之魂——材料性能的深刻洞察 理解材料,关键在于洞察其内在属性。本篇将深入剖析构成材料的基本元素,揭示原子、分子结构如何决定了材料的宏观表现。我们将学习如何衡量和理解材料的强度、刚度、韧性、延展性、硬度、耐腐蚀性、导电性、导热性等关键物理和化学性能。 我们将探讨不同类别材料(如金属、陶瓷、聚合物、半导体)各自独特的性能特征,以及它们在特定应用场景下的优势与局限。例如,金属的高强度和可塑性使其成为构建桥梁和车辆的理想选择;陶瓷的耐高温和绝缘性使其在航空航天和电子领域大放异彩;聚合物的轻质和多样性则赋予了我们无数日常用品和高科技产品的可能性。 更重要的是,我们将关注材料在特定载荷和环境条件下的行为。拉伸、压缩、弯曲、扭转、疲劳、断裂……这些力学行为的理解,是工程设计的基础。我们将初步接触到应力、应变、弹性模量等基本概念,理解它们如何指导工程师们选择最合适的材料来承受预期的载荷,确保结构的稳定性和安全性。 第三篇:跨越界限的智慧——功能材料的革新浪潮 随着科学技术的飞速发展,人类不再满足于材料固有的性能,而是开始主动设计和创造具有特定功能的材料。本篇将聚焦于那些“智慧”的材料,它们能够响应外界刺激,实现能量转换,或展现出超越传统材料的奇妙特性。 我们将探索压电材料,它们在压力作用下产生电荷,反之亦然,在传感器和执行器领域扮演着重要角色。我们将认识磁致伸缩材料,它们在磁场作用下发生形变,为精密定位和减振系统提供了可能。我们将深入了解形状记忆合金,它们能够“记住”并恢复到预设的形状,在医疗植入物和航空航天领域展现出巨大的潜力。 热电材料、光敏材料、生物相容性材料、自修复材料……这些前沿材料的涌现,不仅拓展了我们对材料世界的认知边界,更直接推动了能源、信息、医疗、环保等各个领域的革命性进步。我们将思考这些功能材料的潜在应用,以及它们将如何塑造我们未来的生活。 第四篇:材料与设计——构建世界的蓝图 材料是设计的物质基础,而设计则是将材料的潜能转化为现实功能的艺术与科学。本篇将强调材料选择与结构设计的紧密联系。工程师们如何在满足性能要求的同时,兼顾成本、可制造性、环境影响和美学需求? 我们将以经典的工程实例为引,分析不同结构(如梁、板、壳、杆件)的受力特点,以及材料选择如何影响结构的效率和经济性。我们将初步了解一些重要的设计原则,例如轻质高强、刚度优化、疲劳寿命评估等,以及这些原则在实际工程中的应用。 同时,我们也将展望未来材料设计的趋势。参数化设计、拓扑优化、人工智能辅助材料设计等新方法的出现,将使我们能够以前所未有的精度和效率来探索材料的无限可能,创造出更加智能、高效、可持续的结构和产品。 结语:材料的未来,无限可能 材料科学是一门充满活力和无限创意的学科。从古老的石头到今日高度定制化的智能材料,材料的演进史就是一部人类智慧不断突破边界的史诗。本书旨在为读者提供一个全面的视角,理解材料的本质、性能、应用及其在人类文明进程中的核心地位。我们相信,通过对材料世界的深入探索,你将不仅能获得丰富的知识,更能激发你对未来创新和工程实践的无限遐想。

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用户评价

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坦白讲,我拿到这本书时,是带着一种挑战的心态来审视它的。我对力学领域一直抱有敬畏,担心内容过于学院派。然而,这本教材成功地在**理论的严谨性与工程的实用性之间架起了一座坚实的桥梁**。它对**失效准则**的介绍可谓面面俱到,从经典的 Tsai-Hill 到更精细的 Puck 准则,作者不仅展示了公式,更重要的是,他指导读者如何根据具体的失效模式(如基体剪切失效、纤维拉伸失效)来选择合适的准则。这在实际工程设计中是极其宝贵的经验。书中的**实验方法论**部分也令人印象深刻,它简要介绍了如何通过标准测试(如Iosipescu剪切测试)来获取设计所需的材料参数,将理论计算与实际测试紧密结合起来。我的一个同事评价这本书是“**一本能让你在项目评审会上自信发言的底气所在**”,我深表赞同。它提供的知识体系是如此完整和有条理,让你在面对复杂问题时,能迅速定位到问题的核心力学机制所在。

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这本书的阅读体验就像是经历了一次**思维的重塑过程**。它不仅仅是知识的传递,更是一种**看待材料特性和结构行为的全新视角**的培养。作者的叙事风格非常具有**洞察力**,尤其是在处理**温度和湿度对材料性能的影响**这部分时,他将环境因素与力学响应巧妙地联系起来,而不是孤立地看待它们。我惊喜地发现,书中对**本构关系**的介绍,不只是简单地罗列矩阵形式,而是深入挖掘了这些矩阵背后的物理意义,比如纤维和基体模量的差异如何体现在宏观刚度矩阵的元素中。这种深层次的剖析,对于理解为什么某些铺层设计能带来意想不到的优势至关重要。此外,图表的质量也值得称赞,它们清晰、信息密度高,配合文字阅读,极大地加快了理解速度。唯一让我感到略微吃力的是,书中对于**蠕变和松弛**的讨论,虽然内容全面,但对于没有太多时间深入研究时间依赖性材料的读者来说,可能需要多次回顾才能完全消化。总而言之,这本书对培养扎实的复合材料工程师思维非常有帮助。

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翻阅这本厚实的著作,给我的最大感受是它的**广度与深度达到了一个微妙的平衡**。我手上有很多关于材料力学的参考书,但很多要么过于侧重理论推导而显得晦涩难懂,要么过于偏向应用而缺乏坚实的理论基础。而这本似乎找到了那个“甜点”。它对**宏观力学行为**的描述非常扎实,从应力、应变的概念引入,到如何处理不同铺层角度下的力学响应,每一步推导都详略得当。特别是它对**界面行为**的探讨,虽然篇幅不长,但触及了复合材料结构设计中至关重要的**脱粘和分层**问题,这往往是其他入门书籍会略过的地方。我注意到作者在讨论**疲劳损伤**时,采用了损伤力学的一些前沿观点,这说明作者对该领域的最新发展保持了高度关注。美中不足的是,某些涉及**非线性分析**的部分,可能因为篇幅限制,阐述略显简略,需要读者自行查阅更深入的文献。但即便如此,这本书依然是我桌上必备的工具书之一,尤其是在进行初期设计方案的评估和理论复核时,它提供的可靠框架是无可替代的。

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这本书的封面设计得相当吸引人,那种深邃的蓝色调配上简洁有力的字体,让人一眼就能感受到它内容的专业与严谨。我最初翻开这本书,是被它清晰的逻辑结构所吸引。作者似乎非常擅长将那些看似复杂抽象的力学概念,通过生动的语言和恰当的例子,层层剥开,让初学者也能窥见其精髓。例如,在介绍复合材料的**各向异性**特性时,书中并未直接抛出繁复的张量方程,而是先用宏观的纤维增强基体结构来形象地解释,这种由微观到宏观的过渡非常自然。我特别欣赏它对**层合板理论**的阐述,它没有止步于经典的经典层合板理论(CLT),还引入了更先进的**分层有限元分析**的思路,虽然深度上可能没有专门的教材那么极致,但对于希望全面了解复合材料力学脉络的读者来说,这是一个极佳的切入点。书中还穿插了不少工程实例,比如航空航天结构件的失效分析,这些案例的加入极大地提升了阅读的趣味性,让人感觉学到的知识是“活的”,而非枯燥的公式堆砌。总的来说,这是一本结构严谨、阐释清晰的入门或进阶教材,非常适合希望系统学习复合材料基础理论的工程师或研究生。

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这本书最让我印象深刻的是它对**优化设计思想**的渗透。它不仅仅是“教你如何计算”,更是“**启发你如何设计得更好**”。例如,在讨论**刚度设计**时,作者展示了如何通过调整纤维角度分布,实现对特定方向载荷的最大化承载能力,这已经触及了现代结构设计的前沿——拓扑优化思想的萌芽。书中关于**连接件和装配体**的章节虽然篇幅不大,但却是很多实际工程项目中的痛点,作者强调了应力集中和局部效应的重要性,提醒设计者不能只盯着主体结构。我尤其赞赏作者在全书各处埋设的**安全裕度考量**。他始终提醒读者,理论计算的结果必须在考虑制造缺陷、环境老化和载荷不确定性后才能最终应用于实践。这使得整本书的基调非常**务实和负责任**。对于希望从“会算”跨越到“会设计”的读者来说,这本书提供了至关重要的思维框架和方法论指导。

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