本書提供了材料及其工藝選擇的系統方法。
全書基于獨特的數據結構，詳細闡釋了金屬材料、陶瓷和玻璃材料、復合材料、聚合物材料等多類材料構成的材料性能圖表，并結合公式對材料性能進行解讀，確定不同加工工藝、不同材料的選用。
全書共分17章，包含設計過程、工程材料及其性能、材料性能圖、材料選擇的基本原則與案例等基礎內容，多約束與沖突目標及案例、材料與形狀的組合選擇及案例、雜化材料設計及案例、工藝與工藝選擇等專業內容，并從材料與環境、材料與工業設計，以及革新的動力三個方面做了闡述與展望。在光盤中提供了5個附錄，介紹了多種材料的相關數據。
讀者可以從本書的案例分析開始，依據自身經驗的積累，逐級提升問題的復雜程度，直至針對新的設計問題進行建模，形成新的材料指標和新的材料選用。
本書可以幫助機械設計、工業設計等設計領域的讀者掌握設計過程中材料的選擇原則、方法，材料的性能、材料的設計思路，使其能夠在設計過程中快速找到需要的相關數據，從而確定佳的材料選擇方案。
適讀人群：機械設計、工業設計等設計領域的讀者
16種圖譜——匯集金屬、聚合物與泡沫、復合材料、陶瓷和天然材料性能的彩色圖譜，數據準確；
7種方法——提供材料選擇的基本原則與各類指標；
48個案例——介紹不同產品的材料選擇與制造工藝選擇；
序 言
第1章 緒論1
1.1 引言1
1.2 設計過程中的材料問題2
1.3 工程材料的發展3
1.4 產品中材料的演變6
1.5 本章小結8
1.6 擴展閱讀8
第2章 設計過程11
2.1 引言11
2.2 設計過程11
2.3 設計類型14
2.4 設計工具和材料數據15
2.5 功能、材料、形狀和工藝16
2.6 案例分析：開瓶器17
2.7 本章小結19
2.8 擴展閱讀20
第3章 工程材料及其性能23
3.1 引言24
3.2 工程材料的類別24
3.3 設計所需的材料信息26
3.4 材料性能及其單位28
3.4.1 基本性能28
3.4.2 力學性能28
3.4.3 熱性能35
3.4.4 電性能38
3.4.5 光性能41
3.4.6 生態性能41
3.5 本章小結41
3.6 擴展閱讀41
第4章 材料性能圖44
4.1 引言44
4.2 探究材料性能44
4.3 材料性能圖47
4.3.1 彈性模量—密度圖47
4.3.2 強度—密度圖50
4.3.3 彈性模量—強度圖51
4.3.4 比剛度—比強度圖53
4.3.5 斷裂韌度—彈性模量圖54
4.3.6 斷裂韌度—強度圖55
4.3.7 損耗系數—彈性模量圖57
4.3.8 導熱系數—電阻率圖58
4.3.9 導熱系數—熱擴散系數圖60
4.3.10 熱膨脹系數—導熱系數圖61
4.3.11 熱膨脹系數—彈性模量圖63
4.3.12 最高工作溫度圖64
4.3.13 摩擦和磨損65
4.3.14 成本柱狀圖67
4.3.15 彈性模量—相對成本圖69
4.3.16 強度—相對成本圖70
4.4 本章小結70
4.5 擴展閱讀71
第5章 材料選擇的基本原則73
5.1 引言73
5.2 選擇方法74
5.2.1 材料屬性74
5.2.2 選擇策略74
5.2.3 解讀77
5.2.4 篩查：屬性限制78
5.2.5 排序：材料指標78
5.2.6 文檔查閱79
5.2.7 現實條件80
5.3 材料指標80
5.4 選擇過程86
5.4.1 解讀需求,提取材料指標86
5.4.2 篩查：應用屬性限制86
5.4.3 排序：圖表中的材料指標87
5.4.4 文檔查閱89
5.5 計算機輔助選擇89
5.6 結構指標90
5.7 本章小結91
5.8 擴展閱讀92
第6章 案例分析：材料選擇93
6.1 引言93
6.2 船槳材料94
6.3 大型望遠鏡的反光鏡96
6.4 桌腿材料99
6.5 建筑用結構材料102
6.6 飛輪材料105
6.7 彈簧材料108
6.8 彈性鉸鏈和聯軸器112
6.9 彈性填料材料114
6.10 脆性聚合物的極限變形量設計116
6.11 安全壓力容器118
6.12 用于振動臺的高剛性、高阻尼材料121
6.13 短時恒溫容器的隔熱層124
6.14 節能爐壁127
6.15 被動式太陽能供暖裝置用材料129
6.16 用于精密儀器的低熱變形材料132
6.17 換熱器材料134
6.18 芯片散熱器138
6.19 雷達天線罩材料140
6.20 本章小結143
6.21 擴展閱讀143
第7章 多約束與沖突目標145
7.1 引言145
7.2 多約束情況下的選擇146
7.3 沖突目標149
7.4 本章小結155
7.5 附錄：權重因子和模糊方法156
7.6 擴展閱讀158
第8章 案例分析：多約束與沖突目標161
8.1 引言161
8.2 多約束：輕質壓力容器162
8.3 多約束：高性能發動機連桿164
8.4 多約束：高強磁場線圈167
8.5 沖突目標：桌腿171
8.6 沖突目標：必備電子產品的超薄外殼173
8.7 沖突目標：制動鉗材料176
8.8 本章小結178
第9章 材料與形狀的組合選擇179
9.1 引言179
9.2 形狀因數181
9.3 形狀效率的限制條件189
9.4 材料—形狀的最佳組合192
9.5 考慮形狀因數的材料指標195
9.6 基于指標的圖表選擇法198
9.7 結構材料：微觀形狀200
9.8 本章小結203
9.9 擴展閱讀204
第10章 案例分析：材料與形狀205
10.1 引言205
10.2 人力飛機翼梁206
10.3 競賽用自行車前叉209
10.4 樓板擱柵：木材、竹子還是鋼?212
10.5 再論桌腿：細和輕哪個更重要?214
10.6 鋼板剛度的增加215
10.7 彎曲形狀：片式和股式217
10.8 超高效彈簧218
10.9 本章小結221
第11章 雜化材料設計223
11.1 引言223
11.2 材料性能空間中的空缺225
11.3 設計方法：A+B+構型+尺寸227
11.4 復合材料228
11.5 夾層結構236
11.5.1 借助試驗確定結構材料的等效性能237
11.5.2 基于分析的夾層結構的等效性能238
11.6 多孔結構：泡沫和晶格244
11.6.1 泡沫：彎曲主導型結構245
11.6.2 晶格：拉伸主導型結構248
11.7 分段結構251
11.8 本章小結253
11.9 擴展閱讀254
第12章 案例分析：混合物257
12.1 引言257
12.2 金屬基復合物設計257
12.3 軟導體和滲流259
12.4 熱傳導與電傳導的極端組合261
12.5 冰箱內壁263
12.6 微波透射屏蔽罩材料265
12.7 握力不會減小的連接器266
12.8 各向異性的應用：散熱面268
12.9 天然材料的機械效率270
12.10 擴展閱讀275
第13章 工藝與工藝選擇277
13.1 引言277
13.2 工藝分類278
13.3 成形、連接和精飾工藝281
13.3.1 成形工藝281
13.3.2 連接工藝289
13.3.3 精飾工藝290
13.4 工藝對性能的影響292
13.5 系統的工藝選擇295
13.5.1 選擇策
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