Joining of Materials and Structures

作者:Robert W. Messler

页数:816

出版时间:2004-8

价格:994.00元

isbn号码:9780750677578

具体描述

Joining of Materials and Structures is the first and only complete and highly readable treatment of the options for joining conventional materials and the structures they comprise in conventional and unconventional ways, and for joining emerging materials and structures in novel ways. Joining by mechanical fasteners, integral designed-or formed-in features, adhesives, welding, brazing, soldering, thermal spraying, and hybrid processes are addressed as processes and technologies, as are issues associated with the joining of metals, ceramics (including cement and concrete) glass, plastics, and composites (including wood), as well as, for the first time anywhere, living tissue.

While focused on materials issues, issues related to joint design, production processing, quality assurance, process economics, and joint performance in service are not ignored. The book is written for engineers, from an in-training student to a seasoned practitioner by an engineer who chose to teach after years of practice. By reading and referring to this book, the solutions to joining problems will be within one's grasp.

Key Features:

· Unprecedented coverage of all joining options (from lashings to lasers) in 10 chapters

· Uniquely complete coverage of all materials, including living tissues, in 6 chapters

· Richly illustrated with 76 photographs and 233 illustrations or plots

· Practice Questions and Problems for use as a text of for reviewing to aid for comprehension

* Coverage all of major joining technologies, including welding, soldering, brazing, adhesive and cement bonding, pressure fusion, riveting, bolting, snap-fits, and more

* Organized by both joining techniques and materials types, including metals, non-metals, ceramics and glasses, composites, biomaterials, and living tissue

* An ideal reference for design engineers, students, package and product designers, manufacturers, machinists, materials scientists

用户评价

这本书的写作风格非常务实和权威，它仿佛是某位经验丰富的大型工程项目首席工程师撰写的心得体会，只是以高度结构化的学术形式呈现了出来。它不太关注于对已知原理的简单复述，而是聚焦于那些“在哪里会出错”以及“如何避免”的实践智慧。书中对于焊接过程中的缺陷控制和溯源分析给予了极大的篇幅，例如，针对孔隙率、未熔合和裂纹的形成机理，作者不仅提供了标准的检查方法，还详细阐述了如何通过调整焊接参数（电流、速度、保护气体配比）从源头上进行抑制。这种自上而下的问题解决路径，对于正在处理生产瓶颈的工程师来说，是立竿见影的帮助。值得一提的是，书中对粘接剂的固化动力学及其在不同温度和湿度下的长期表现的描述，非常详尽，这在依赖结构胶的现代制造业中是至关重要的信息。唯一的遗憾是，在讨论先进的自修复连接技术时，内容略显简略，更侧重于成熟技术。总的来说，它是一本你需要放在手边，随时查阅工艺细节和失效机制的参考手册，其价值在于其无可挑剔的工程准确性。

我发现《Joining of Materials and Structures》最大的价值在于其跨学科整合能力，它成功地打破了材料科学家和结构设计师之间的信息壁垒。这本书不仅仅是关于“如何连接”，更是关于“为什么以这种方式连接最合理”。作者在处理多材料连接（如FRP到铝合金）时，清晰地阐述了界面处的应力集中如何受材料弹性模量和泊松比的显著影响，并引导读者使用更复杂的本构模型来模拟这些效应。书中对连接件的几何形状设计——比如使用阶梯式搭接或开口槽——如何影响载荷分布的分析，充满了细致的数值案例。特别是关于连接的成本效益分析部分，作者将连接的可靠性与制造成本、维护周期直接挂钩，提供了一种更贴近商业决策视角的评估框架。它教会我们，最“好”的连接不一定是最强悍的连接，而是最符合特定应用环境和经济预算的连接。对于正在进行产品生命周期管理（PLM）的人员来说，这本书提供了从概念设计到退役处理的全流程连接策略思考。这是一部需要时间去消化和反思的著作，它提出的每一个观点都蕴含着多年工程实践的沉淀。

初次翻开这本书时，我本以为会是一部晦涩难懂、充满复杂数学公式的纯理论著作，但事实证明我的担忧是多余的，虽然它的学术深度毋庸置疑，但叙述的流畅度和逻辑的清晰度却远超预期。这本书的结构设计非常巧妙，它没有采取简单的“按技术分类”的方式，而是更多地围绕“连接的可靠性与耐久性”这一核心目标来组织内容。它成功地将材料科学的微观世界与结构工程的宏观受力分析无缝地衔接起来。我尤其赞赏作者对“连接失效模式”的分类讨论，从界面脱粘到体相疲劳断裂，每一种失效的诱因和预防措施都被描绘得淋漓尽致。书中对于不同环境因素——比如极端温度、腐蚀介质、以及动态载荷——如何加速连接老化这一点，提供了大量令人信服的实验数据和回归分析。对于我这种更关注应用层面的人来说，书中关于连接设计规范和行业标准的引用，极大地提高了知识转化为实际操作的效率。如果说有什么可以改进的地方，或许是对于新兴的增材制造（Additive Manufacturing）连接技术，如定向能量沉积（DED）的讨论可以更深入一些，因为这是当前结构连接领域发展最快的方向之一。但瑕不掩瑜，这本书为理解如何构建一个“永不分离”的结构提供了坚实的理论基石和实用的指导方针。

这本《Joining of Materials and Structures》读起来就像是一次对材料科学和结构工程领域进行深入且细致的探索。作者显然对各种连接技术有着极其深刻的理解，书中详尽地阐述了从传统的机械连接到前沿的粘合和焊接工艺的方方面面。我尤其欣赏作者在讨论不同材料体系——比如金属、复合材料乃至新型陶瓷——在连接过程中所面临的独特挑战时的严谨态度。书中不仅提供了大量的理论基础，比如界面化学、应力分析以及疲劳行为的预测模型，更穿插了大量来自实际工程案例的分析，这让原本可能枯燥的理论变得生动起来。例如，关于激光焊接在航空航天结构件制造中的应用，书中对热影响区（HAZ）的微观结构演变进行了近乎显微镜般的剖析，这对于需要设计高可靠性连接的工程师来说，是无价之宝。此外，对连接强度的评估方法，从破坏性测试到无损检测（NDT）技术的集成应用，都有系统的介绍，为读者提供了一套完整的质量控制框架。总而言之，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一本工程实践的“圣经”，它强迫你跳出单一连接方法的舒适区，去拥抱多学科交叉的复杂性。我期待能有更多配有详细图解和仿真结果的章节来进一步拓宽视野，不过就目前的深度和广度而言，它已然是该领域的标杆之作。

读完《Joining of Materials and Structures》后，我最大的感受是，这本书成功地揭示了“连接”远非简单地把两块材料粘合或焊接到一起的概念。它更像是一门关于“界面物理化学与应力场耦合”的精妙艺术。作者在处理不同材料体系的异质连接问题时，展现出了惊人的洞察力。例如，在复合材料与金属的连接部分，书中对表面预处理工艺的化学细节分析，深入到了分子层面，解释了为什么某些等离子体激活或化学蚀刻能带来数量级的粘接强度提升。这部分内容对于高精度电子封装和轻量化汽车结构设计至关重要。此外，作者对连接过程中的残余应力和变形控制的讨论，非常具有前瞻性。书中不仅分析了热输入对几何形变的影响，还引入了计算模拟（FEA）在优化连接顺序和夹具设计中的作用。对于致力于提高产品寿命和降低维修成本的工程师而言，书中关于连接的长期性能预测模型（如Creep-Fatigue Interaction）是极具参考价值的工具箱。这本书要求读者具备一定的材料背景知识，但回报是巨大的——它将连接技术提升到了一个全新的、高度工程化的层次，使其不再是设计流程中容易被忽视的“薄弱环节”，而是成为决定整个结构性能的关键节点。