材料工程基础要览

图书标准信息

• 作者 师昌绪、钟群鹏、李成功 著
• 出版社 化学工业出版社
• 出版时间 2009-07
• 版次 1
• ISBN 9787122053428
• 定价 180.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 924页
• 字数 2770千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

　　《材料工程基础要览》是材料科学及材料加工技术的共性基础要览，涉及各类材料及其产品设计选材、制造加工成形以及失效分析等方面的基础，涵盖材料科学与工程概论、材料成形的基础理论、数值模拟和优化设计方法、材料的强度设计以及材料的失效分析等方面。全书以材料工程基础方面比较成熟的理论、方法和数据为主，同时参考了国内外材料工程基础方面的新进展，反映了当代材料工程基础的先进水平。
　　《材料工程基础要览》主要供具有大专以上文化水平的材料科学和制造业工程技术人员阅读使用，也可供理工科院校的有关师生参考。

【目录】

第1篇材料科学与工程概论
第1章材料科学与工程的提出与内涵
1材料是人类社会进步的里程碑
2材料科学的形成与内涵
3先进材料是社会现代化的先导
3.1电子技术的发展
3.2光纤通信的诞生
3.3航空航天技术的进步
4传统材料(基础材料)在国民经济中的地位与可持续发展
5材料科学技术发展的重点
5.1材料制备工艺与技术的开发
5.2材料的应用研究与开发
5.3开发先进材料，发展高技术产业
5.4材料设计
5.5科学仪器与检测装置

第2章材料科学基础
1材料的结构
1.1原子的键合
1.2晶态、非晶态及其他
1.3晶体缺陷
1.4聚合物的典型结构
2材料的相变
2.1相变热力学简介
2.2凝固与熔化
2.3固体中的扩散
2.4固态相变
3材料的力学性质
3.1弹性
3.2屈服与范性
3.3断裂
3.4高聚物的黏性流变
4材料的其他物理性质
4.1基本概念
4.2材料的导电性
4.3材料的磁性
4.4介电性与铁电性

第3章基础材料与新材料的现状与发展
1概述
2钢铁材料
2.1分类概况
2.2产业现状
2.3发展趋势
3有色金属材料
3.1分类概况
3.2产业现状
3.3发展趋势
4化工材料
4.1分类概况
4.2产业现状
4.3发展趋势
5建筑材料
5.2产业现状
5.3发展趋势
6电子信息材料
6.1分类概况
6.2产业现状
6.3发展趋势
7航空航天材料
7.1历程与成就
7.2航空材料
7.3航天材料
7.4航空航天关键功能材料
8先进陶瓷材料
8.1结构陶瓷
8.2功能陶瓷
8.3生物陶瓷
8.4先进陶瓷产业及发展趋势
9先进复合材料
9.1结构复合材料
9.2功能复合材料
9.3先进复合材料发展趋势
10新能源材料
10.1新型二次电池材料
10.2燃料电池材料
10.3太阳电池材料
10.4核能材料
11超导材料
11.1实用NbTi合金超导材料
11.2实用Nbsn超导材料
11.3高温氧化物超导材料
11.4MgB2超导材料
11.5超导材料的应用
12纳米材料
12.1纳米材料的基本构成和特性
12.2纳米材料研究发展的主要方向和内容
12.3纳米材料的应用和发展
13生物医用材料.
13.1生物医用材料的基本特性
13.2生物医用材料的分类
13.3生物医用材料的评价试验和应用发展
14生态环境材料
14.1生态环境材料的基本概念
14.2生态环境材料研究发展的主要方向和内容
14.3生态环境材料的研发趋势及应用

第4章材料与机械制造
1材料在机械制造中的重要性和地位
2机械设计过程中选材的几点考虑
3在机械设计选材过程中容易出现的几个误区
4案例分析
参考文献

第2篇材料成形基础理论
第1章材料成形的冶金学原理
1材料成形中的流体流动
1.1基本概念
1.2基本方程
1.3流动阻力
1.4特殊流体流动
2材料成形中的热量传输原理
2.1基本概念
2.2导热
2.3对流换热
2.4辐射换热
3材料成形中的质量传输原理
3.1基本概念和传质微分方程
3.2分子传质
3.3对流传质
4气体-液体-固体之间的界面热力学
4.1界面能
4.2界面的吸附现象
4.3液体对固体的润湿性
4.4材料工程与润湿
5燃烧反应的热力学及动力学
5.1燃料的着火
5.2气体燃料的燃烧
5.3液体燃料的燃烧
5.4固体燃料的燃烧
5.5燃烧计算
6熔液、熔渣与熔剂的性质
6.1溶液的活度
6.2熔渣的性质
6.3熔剂的性质
7氧化还原反应原理
7.1氧化反应的氧位图
7.2氧化还原热力学条件
7.3几种典型的氧化还原反应

第2章材料成形分析的力学基础
1连续介质力学的基本概念
2张量分析基础
2.1张量的基本概念
2.2张量的定义与约定求和法
2.3张量代数
2.4张量的梯度、散度和奥高公式
2.5各向同性张量
2.6二阶张量
3运动与变形
3.1变形几何学
3.2运动学
4应力
4.1体力和面力
4.2柯西应力张量
4.3其他应力张量
4.4应力速率
5基本方程和原理
5.1基本方程
5.2边值问题与初值问题
5.3虚功原理与虚功率原理

第3章液态金属的凝固原理
1液态金属的结构及特性
1.1液态金属的结构
1.2液态金属的主要特性
2金属材料的凝固生核与长大
2.1材料凝固过程中的均质形核和非均质形核
2.2固-液界面结构
2.3凝固晶粒的长大方式
3液态金属凝固过程中的传热
3.1液态金属凝固过程中的传热特点
3.2非金属型铸造时(如砂型)的凝固传热
3.3以界面热阻为主(如金属型铸造)的凝固传热
4液态金属凝固过程中的溶质分配
4.1单相合金的平衡凝固
4.2溶质在固相中不扩散，在液相中充分扩散的凝固
4.3溶质在固相不扩散，在液柑中有限扩散而无对流的凝固
4.4固相中无扩散，液相中有限扩散但有对流的凝固
5金属凝固过程中的“成分过冷”现象及胞晶形态
5.1“成分过冷”现象及界面生长稳定性判据
5.2“成分过冷”对组织形成的影响
5.3细胞晶间的溶质分配
5.4枝晶臂间距
6共晶凝固及包晶凝固
6.1共晶组织分类
6.2非平衡状态的共晶凝固
6.3金属.金属共晶凝固
6.4金属-非金属共晶凝固
6.5包晶凝固
7定向凝固和快速凝固
7.1定向凝固
7.2快速凝固

第4章液态材料流动问题的分析方法
1流体的连续介质假设
2影响流动特性的基本因素
2.1材料的物理属性
2.2流动空间的几何特征
2.3流体运动的动力学条件
3研究流动问题的基本途径
3.1总体衡算法
3.2微元体衡算法
3.3实验观测法
4边界层理论
4.1边界层概念
4.2边界层计算
5相似理论与量纲分析
5.1流体力学的相似条件
5.2黏性流体流动的力学相似准数
5.3决定性相似准数
5.4量纲分析方法

第5章固体材料的本构关系
1概述
1.1固体材料本构关系的一般原理
1.2塑性成形分析中材料的变形和本构关系的选取
2弹性本构方程
2.1线弹性本构方程
2.2超弹性本构方程
3弹塑性本构方程
3.1概述
3.2屈服准则
3.3流动法则
3.4强化规律
3.5常用的塑性本构关系
3.6弹塑性问题
3.7热弹塑性问题
4黏塑性本构方程
4.1一维黏塑性模型
4.2一般应力状态下的黏塑性本构方程.
4.3常用的黏塑性模型
4.4蠕变问题
5塑性细观力学本构关系
5.1塑性细观力学的基本概念
5.2晶体塑性本构方程
5.3细观损伤理论
5.4应变梯度塑性理论

第6章金属塑性成形中的摩擦
1金属塑性成形中的摩擦概论
1.1摩擦对金属塑性加工的影响
1.2金属塑性加工时摩擦的特点
1.3目前计算摩擦应力的二个常用公式
2塑性成形中摩擦的分类及机理
2.1塑性成形中摩擦的分类
2.2摩擦机理
3影响摩擦因数的主要因素
3.1金属的种类和化学成分
3.2模具的表面状态
3.3接触面上的单位压力
3.4变形温度
3.5变形速度
4塑性成形中的润滑
4.1塑性成形中对润滑剂的要求
4.2塑性成形中常用的润滑剂
4.3润滑剂中的添加剂
4.4塑性成形时的润滑方法
5不同塑性成形条件下的摩擦因数

第7章金属塑性成形分析的近似解析法
1主应力法及其应用
1.1主应力法的基本思想
1.2主应力法的应用举例
2塑性成形问题的滑移线解法
2.1平面应变的特性
2.2滑移线的定义
2.3滑移线场的基本方程
2.4滑移线场的特征
2.5常见滑移线的类型
2.6应用实例
3求解塑性成形问题的上限法
3.1虚功率原理的新形式
3.2间断概念、动可容速度场
3.3应力间断
3.4速度间断
3.5上限法基本方程
3.6应用实例
参考文献

第3篇材料成形数值模拟
第1章有限差分法
1粪公陌拥乃逼近误差
1.1差分原理
1.2逼近误差
2差分方程、截断误差和相容性
3收敛性与稳定性
3.1收敛性
3.2稳定性
4Im等价定理

第2章弹性问题有限元基本方法
1弹性问题有限元方法的一般过程
1.1离散化过程
1.2单元平衡方程组装过程
1.3约束处理过程
1.4方程组求解过程
1.5应变、应力回代过程
2常用单元模型
2.1单元模型分类
2.2单元模型构造
2.3等参单元
3线弹性问题几何方程
3.1三维问题
3.2二维问题
4线弹性问题本构方程
4.1三维问题
4.2二维问题
5单元平衡方程列式
5.1三角形单元
5.2四边形单元
5.3空间单元
6数值积分
6.1Ham111er积分
6.2Gauss积分
6.3数值积分的阶次选择

第3章板料成形数值模拟方法
1板壳单元
1.1薄膜单元
1.2薄壳单元
1.3中厚壳单元
1.4等效弯曲单元
2本构方程
2.1入流动理论
2.2人随动强化理论
2.3各向异性理论
3各向异性屈服函数
3.1Hi11正交各向异性函数
3.2Bar1at-Lian屈服函数
3.3Bar1at六参量正交各向异性屈服函数
4工艺条件约束处理
4.1罚函数法
4.2防御节点法
4.3摩擦力的计算
4.4板料冲压成形界面滑动约束处理
5接触搜索判断
5.1工具形状的定义
5.2接触判断
6板料成形有限元方法
6.1非线性方程组迭代解法
6.2板料成形全量拉格朗日(TL)有限元方法
6.3板料成形修正拉格朗日((L)有限元方法
6.4板料成形虚功率增量型有限元方法
6.5板料成形数值模拟算例
7板料成形显式有限元方法
7.1动力分析的虚功(率)方程
7.2动力显式积分算法有限元方程
7.3显式时间积分的中心差分算法
7.4临界时间步长的确定
8板料成形有限元逆算法
8.1有限元逆算法基本理论
8.2初始场猜测
8.3逆算法算例

第4章体积成形数值模拟方法
1刚塑性有限元法
1.1概述
1.2刚塑性变分原理
1.3刚塑性有限元列式
1.4刚黏塑性有限元法
1.5体积成形过程关键技术
1.6计算实例
2弹塑性有限元法
2.1小变形弹塑性有限元法
2.2有限应变弹塑性有限元分析
2.3有限元反向模拟
3无网格法
3.1概述
3.2无网格法基本原理
3.3有限元与无网格耦合
3.4计算实例

第5章铸造成形数值模拟方法
1铸造凝固过程温度场数值模拟
1.1概述
1.2数学模型
1.3基于有限差分方法的离散
1.4初始条件与边界条件
1.5潜热处理
1.6温度场数值模拟流程图
2铸造充型过程数值模拟
2.1概述
2.2数学模型
2.3数学模型的离散
2.4SOLA-VOF方法
2.5初始条件与边界条件
2.6数值稳定性条件
2.7流动与传热耦合计算
2.8流动场数值模拟流程图

第6章塑料注射成形数值模拟方法
1注射成形CAE概述
1.1注射成形CAE的概念
1.2注射成形CAE的发展概况
1.3注射成形CAE的发展趋势
2充模过程模拟
2.1充模过程的数学描述
2.2压力场的计算
2.3熔体流动前沿位置的确定
2.4温度场数值求解
2.5数值计算过程
3保压过程模拟
3.1保压模拟的重要性
3.2保压过程的数学模型
3.3塑料熔体的特性模型
3.4保压模拟数值计算过程
4冷却过程模拟
4.1一维冷却分析
4.2二维冷却分析
4.3三维冷却分析
5应力分析
5.1基本假设
5.2保压过程中的内应力模型
5.3冷却过程中的内应力模型
6翘曲变形计算
6.1翘曲变形计算的基本原理
6.2线性翘曲变形有限元分析的数学模型
6.3几何非线性翘曲变形有限元分析的数学模型
7注射成形模拟技术新进展
7.1传统CAE软件的局限性
7.2理论与实现
7.3软件介绍

第7章常用材料成形软件简介
1冲压成形模拟软件
1.1FASTAMP软件
1.2DYNAFORM软件
1.3AU70FORM软件
2体积成形模拟软件
2.1概述
2.2DEFORM软件
2.3Marc／AutoForge软件
3铸造成形模拟软件
3.1使用范围
3.2分析内容
3.3缺陷预测
3.4软件特点
3.5软件功能
3.6华铸CAE应用实例
4塑料注射成形模拟软件
4.1常用软件简介
4.2注射成形CAE分析结果的指导意义
4.3应用实例
参考文献

第4篇材料成形优化设计方法
第1章概论
1材料成形优化设计方法在现代制造业中的地位和作用
2材料成形优化设计方法概述
2.1金属体积塑性成形优化设计方法
2.2金属板料冲压成形优化设计方法
2.3注塑成形优化设计方法
2.4铸造成形优化设计方法
2.5焊接成形优化设计方法
3.21世纪材料成形优化设计方法发展展望

第2章工程优化设计方法
1工程优化设计的数学模型
2工程优化问题的迭代算法
3无约束优化方法
3.1一维搜索方法
3.2梯度法
3.3牛顿法
3.4变尺度法

第5篇材料失效分析
第6篇材料强度设计