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[荷] 斯海维 著

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• 疲劳
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• 疲劳强度
• 断裂力学
• 材料科学
• 工程材料
• 结构工程
• 耐久性

出版社： 航空工业出版社

ISBN：9787516504031

版次：2

商品编码：11452294

包装：精装

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：567

字数：756000

正文语种：中文

内容简介

《AIAA航空航天技术丛书:飞机的性能、稳定性、动力学与控制》凝聚了作者多年的教学经验，是航空工程专业教学方法创新。它全面完整地剖析了空气动力学、动力学、控制系统几个相互关联的学科，通过使用示意图、例题和习题等方式阐述基本原理，使之更加清晰生动。

作者简介

亚伯？斯海维1927年生于荷兰奥斯特堡。他和珍妮？利赛乌(Janine Risseeuw)结婚，他们有三个孩子。亚伯？斯海维获得了代尔夫特理工大学硕士和博士学位。1953―1973年在位于阿姆斯特丹东北围圩的荷兰国家航空航天实验室(NLR)工作，他在NLR的最后职务是结构与材料部部长。

1973年起，亚伯？斯海维担任代尔夫特理工大学飞机结构和材料专业的教授。在他的指导下，130多名学生获得了硕士学位，17名学生获得了博士学位。

他的主要研究方向是飞机材料和结构的疲劳与断裂、变幅载荷试验、模拟飞行试验、飞机结构和部件的全尺寸疲劳试验、疲劳裂纹扩展、事故调查、断口显微分析和无损检测。他与波德？伏格勒桑(Boud Vogelesang)和罗尔？马利森(Roel Maissen)一起，是一种新的纤维一金属层板Arall的发明人之一。这种新材料具有非常高的疲劳强度。后来由这种材料发展成为进一步优化的纤维一金属层板Glare，现在被应用于飞机结构。

他在公开出版的期刊和国际组织的文集中发表了大约150篇研究论文，一些重要的文章在下面列出。他的《结构与材料的疲劳》一书被许多国家的各种课程所采用。

在斯海维教授的职业生涯中，他还为从业工程师和科学家开设了多个培训课程，并在多个国际课程中发挥了积极作用。他曾经担任国际航空疲劳委员会(ICAF)的秘书长。

由于在结构和材料的疲劳以及在服役结构疲劳的探索方面的基础性研究工作，斯海维教授曾多次获奖。

亚伯？斯海维教授的若干代表性出版物：

1.Fatigue predictions Of welded joints and the effective notch stress concept.Int.Journal of Fatigue，Vo1.45(2012)．31-38．

2.Fatigue of Structures and Materials.Textbook 2nd Edition with CD.Rom，Springcr 2009 Dordrecht，The Netherlands.In 2010 this book received the “TextbookEcxceHence Award”of the American Text and Academic Authors Association．

3.Fatigue crack growth，physical understanding and practical application.Fatigueand Fracture of Engineering Structures and Materials，Vo1.32，2009，PP.867-871．

4.Fatigue of Structures and Materials in the 20th Century and the State of the Art．Int.Journal of Fatigue，Vo1.25(2003)，679-702.

目录

第1章基本空气动力学原理回顾
1.1引言
1.2流过机翼和机身的流体介质
1.2.1流动分离
1.2.2圆柱绕流
1.3阻力
1.4机翼参数
1.4.1截面参数
1.4.2机翼平面形状参数
1.5机翼截面的气动特性
1.5.1气动中心
1.5.2气动中心和压力中心之间的关系
1.5.3机翼截面的失速
1.5.4增升装置
1.6有限翼展机翼的气动特性
1.7减少诱导阻力的方法
1.8翼尖涡的形成和危害
1.9可压缩流
1.10超声速流动中的气动力
1.11临界马赫数
1.11.1薄翼型
1.11.2小展弦比机翼
1.11.3超临界翼型
1.11.4斜掠机翼
1.11.5后掠机翼
1.11.6三角翼
1.11.7前掠翼
1.11.8斜置翼
1.12面积律
1.13总结
参考文献
习题
第2章飞机性能
2.1引言
2.2铅垂平面内的飞行运动方程
2.3滑翔
2.4水平飞行
2.4.1螺旋桨飞机水平飞行的解析解
2.4.2喷气式飞机的解析解
2.5爬升飞行
2.5.1定常爬升
2.5.2静升限和实用升限
2.5.3能量爬升法
2.6航程与航时
2.6.1喷气式飞机的航程
2.6.2螺旋桨飞机的航程
2.6.3风对航程的影响
2.6.4巡航高度的估算
2.6.5巡航爬升中上升高度的近似估计
2.7航时
2.7.1喷气式飞机的航时
2.7.2螺旋桨飞机的航时
2.8盘旋飞行
2.8.1盘旋飞行的运动方程
2.8.2水平面内盘旋飞行
2.8.3水平面内的协调盘旋飞行
2.8.4一般盘旋飞行
2.9起飞和着陆
2.9.1起飞
2.9.2着陆
2.10起飞和着陆时的危险：风切变和微暴流
2.11小结
参考文献
习题
第3章静稳定性与操纵性
3.1引言
3.2平衡与稳定性的概念
3.3纵向静稳定性
3.3.1机身的贡献
3.3.2机翼的贡献
3.3.3翼身组合体的贡献
3.3.4平尾的贡献
3.3.5动力的影响
3.3.6全机纵向稳定性
3.3.7握杆中性点
3.3.8平尾的配平升力
3.3.9纵向操纵
3.3.10重心前限
3.3.11重心的允许范围
3.3.12地面效应
3.3.13松杆纵向稳定性
3.3.14气动补偿
3.3.15松杆中性点
3.3.16松杆裕度
3.3.17配平调整片
3.3.18确定飞行中的中性点
3.3.19稳定平飞中的杆力
3.4机动飞行中的稳定性
3.4.1垂直拉升
3.4.2水平盘旋
3.5航向稳定性
3.5.1航向稳定性判据
3.5.2航向静稳定性估算
3.5.3动力的影响
3.5.4方向舵固定时的航向稳定性
3.5.5航向操纵
3.5.6松舵航向稳定性
3.5.7脚蹬力
3.5.8自动上舵
3.6横向稳定性
3.6.1横向稳定性判据
3.6.2横向稳定性估算
3.6.3总横向静稳定性
3.6.4横向操纵
3.7小结
参考文献
习题
第4章运动方程与稳定性导数估算
4.1引言
4.2坐标轴系
4.2.1惯性系（Oxiyizi）
4.2.2地面固定坐标系（OxEyEzE）
4.2.3航迹坐标系（Oxeyeze）
4.2.4机体轴系（Oxbbyzb）
4.2.5坐标变换
4.2.6欧拉角速度
4.2.7方向余弦矩阵方法
4.2.8四元数法
4.3运动方程与动轴系的概念
4.3.1动轴定理
4.3.2速度与加速度的表达式
4.3.3飞机动力学方程
4.3.4小扰动运动方程
4.3.5气动力与力矩估算
4.4稳定性导数估算
4.4.1纵向系数的估算
4.4.2横航向导数的估算
4.5总结
参考文献
习题
……
第5章线性系统、理论及设计：简要回顾
第6章飞机响应与闭环控制
第7章惯性耦合和尾旋
第8章大迎角稳定性和控制问题
附录1标准大气
附录2拉普拉斯变换表
附录3克拉默法则
附录4美国惯用单位制和国际单位制的转换
参考文献

前言/序言

结构与材料的疲劳（第2版） 内容简介 《结构与材料的疲劳（第2版）》是一部深入探讨材料在反复载荷作用下性能衰减的权威著作。本书旨在为工程师、研究人员以及从事结构设计、材料选择和失效分析的专业人士提供全面而系统的理论指导和实践应用。本版在原有的基础上，吸收了近年来疲劳研究领域的最新进展，进一步充实了内容，更新了理论模型，并增加了丰富的工程案例，力求贴近实际工程应用需求。 全书围绕“疲劳”这一核心概念展开，从微观的材料组织变化到宏观的结构损伤演化，层层递进，逻辑清晰。 第一部分：疲劳的基础理论 本部分首先系统阐述了疲劳的基本概念和现象。读者将深入了解疲劳失效的本质，即材料在低于屈服强度或断裂强度的应力水平下，经过反复加载而产生的损伤积累直至最终断裂的过程。我们将详细介绍疲劳曲线（S-N曲线）的绘制原理、影响因素及其在工程设计中的应用。此外，本书还将深入分析疲劳裂纹的萌生和扩展机制，包括应力集中、表面缺陷、材料微观结构等因素的作用。 疲劳的基本概念： 介绍疲劳的定义、重要性、与静载荷失效的区别，以及疲劳在各种工程领域（航空航天、汽车、桥梁、机械制造等）的应用背景。 应力-应变关系和疲劳： 区分应力控制和应变控制下的疲劳行为。详细介绍高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的差异，以及应力-应变迟滞环的意义。 疲劳裂纹萌生： 深入探讨裂纹萌生的微观机制，包括滑移带的形成、空洞的聚集、表面痕迹的影响以及不同材料（金属、聚合物、陶瓷、复合材料）的特殊萌生行为。 疲劳裂纹扩展： 详述裂纹扩展的驱动力——应力强度因子（K），介绍Paris定律等经典的裂纹扩展模型，并探讨影响裂纹扩展速率的各种因素，如载荷幅值、载荷比、环境因素（腐蚀、高温）以及材料本身的韧性。 疲劳寿命预测模型： 介绍基于线弹性断裂力学（LEFM）和弹塑性断裂力学（EPFM）的寿命预测方法，以及基于损伤累积的概率模型。 第二部分：影响疲劳性能的关键因素 本部分将聚焦于影响材料和结构疲劳寿命的各种关键因素，为工程实践提供更精细化的指导。 材料特性： 详细分析材料的化学成分、微观组织（晶粒尺寸、相分布、第二相粒子）、热处理工艺、加工硬化以及表面状态（粗糙度、涂层）对疲劳性能的影响。不同类型的材料，如钢、铝合金、钛合金、镁合金、高分子材料、复合材料等，在疲劳方面的特性差异将被深入剖析。 载荷特性： 深入探讨不同类型载荷（恒幅载荷、变幅载荷、随机载荷）对疲劳寿命的影响。重点介绍变幅载荷下的损伤累积理论（如Miner线性损伤累积法则及其改进模型），以及随机载荷谱的应用。同时，对载荷幅值、载荷比、加载频率等参数的作用进行细致分析。 环境因素： 详细阐述环境因素（如温度、湿度、腐蚀介质、辐射）对材料疲劳性能的显著影响。重点介绍疲劳腐蚀（FC）和高温疲劳（HTF）的机理及预测方法。 结构特征： 分析几何形状、尺寸效应、表面处理（如喷丸、滚压）、焊接接头、螺栓连接等结构特征在疲劳损伤中的作用。特别关注应力集中区域的疲劳行为分析。 第三部分：先进的疲劳分析方法与技术 本部分将介绍当前疲劳分析领域的前沿理论和先进技术，帮助读者掌握更精确、更高效的分析工具。 断裂力学在疲劳分析中的应用： 深入讲解断裂力学原理，包括应力强度因子、断裂韧度、裂纹尖端塑性区等概念，以及如何将其应用于疲劳裂纹的萌生和扩展分析。 有限元分析（FEA）在疲劳评估中的应用： 介绍如何利用FEA软件进行应力/应变分析，以及如何将FEA结果与疲劳寿命预测模型相结合，进行结构件的疲劳寿命评估。重点讲解在FEA中处理应力集中、材料非线性和接触问题的方法。 实验方法与数据处理： 详细介绍各种疲劳试验方法，包括单轴疲劳试验、多轴疲劳试验、腐蚀疲劳试验、高温疲劳试验等。同时，介绍疲劳试验数据的统计分析方法和寿命预测的置信区间确定。 数值模拟与仿真技术： 探讨基于计算物理的数值模拟方法，如分子动力学（MD）和相场模型（Phase-field model），在理解微观疲劳机制方面的应用潜力。 损伤容限设计与可靠性评估： 介绍损伤容限（Tolerant Design）的设计理念，即允许结构存在一定的初始缺陷，并在服役过程中进行监测和修复，以确保结构的安全性。阐述基于概率的疲劳可靠性评估方法。 第四部分：工程应用与案例分析 本部分将通过大量实际工程案例，将理论知识与工程实践紧密结合，帮助读者理解疲劳分析在解决实际问题中的重要作用。 航空航天结构疲劳： 分析飞机机翼、机身、发动机叶片等关键部件的疲劳设计与寿命评估，探讨其所面临的特殊挑战，如高循环载荷、极端温度和腐蚀环境。 汽车部件疲劳： 针对汽车车身、底盘、发动机、悬挂系统等部件，介绍其疲劳设计考虑因素，包括随机载荷谱的应用和轻量化材料的疲劳特性。 桥梁与土木结构疲劳： 探讨桥梁钢结构、混凝土结构在长期反复载荷作用下的疲劳问题，以及风、地震等因素对疲劳寿命的影响。 机械设备与压力容器疲劳： 分析各类机械设备（如起重机、风力发电机）和压力容器的疲劳设计，重点关注接头、焊缝等关键部位的疲劳性能。 高分子材料与复合材料疲劳： 针对塑料、橡胶、纤维增强复合材料等非金属材料，介绍其特有的疲劳行为和分析方法，以及在特定应用中的疲劳问题。 本书特色： 内容全面深入： 涵盖了从基础理论到前沿技术的各个方面，满足不同层次读者的需求。 理论与实践结合： 理论推导严谨，同时辅以大量的工程案例分析，强调实际应用。 最新研究成果： 吸收了近年来疲劳领域的最新研究进展，理论模型和数据更新。 图文并茂： 配备了大量的图表、示意图和照片，有助于读者直观理解复杂概念。 专业性强： 适合作为高等院校相关专业教材，也可供工程师和研究人员参考。 《结构与材料的疲劳（第2版）》将是您理解和应对材料疲劳问题的得力助手，帮助您在工程设计和失效分析中做出更明智的决策，提高结构的可靠性和使用寿命。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对工程材料原理深感好奇的机械设计爱好者。虽然我并非专业人士，但我总是在业余时间阅读各种与机械相关的书籍，试图理解机械装置是如何工作的，以及它们为何会发生故障。疲劳这个概念，对我来说总是带有一些神秘感。我听说过很多由于材料疲劳而导致的设备损坏案例，这让我对材料的内在缺陷和长时间使用的影响产生了浓厚的兴趣。当我看到《结构与材料的疲劳（第2版）》这本书时，它的标题就深深吸引了我。虽然我知道这本书的内容可能比较专业，但我相信作者一定能够用清晰易懂的方式解释这些复杂的概念。我希望通过阅读这本书，能够了解到材料在反复受力的情况下是如何逐渐产生裂纹，最终导致失效的。我也想知道，有哪些方法可以提高材料的抗疲劳能力，从而延长机械设备的使用寿命。即使我不能完全理解所有的数学公式，但我相信这本书一定能为我打开一扇通往材料科学深层奥秘的大门，满足我作为一名好奇的机械爱好者对知识的渴望。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对工程美学和材料科学交叉领域感兴趣的设计师。虽然我不是工程师，但我相信材料的性能和行为对其最终的设计形态有着深远的影响。我一直对“疲劳”这个概念感到好奇，因为它暗示了一种随着时间推移而产生的内在变化，这种变化最终会影响材料的宏观表现。当我看到《结构与材料的疲劳（第2版）》这本书时，我被它的标题所吸引。我希望这本书能够用一种更具象、更具启发性的方式，向我展示材料在经历疲劳过程时所发生的微观和宏观变化。我希望能从这本书中获得一些关于材料在设计中如何应对长期应力的灵感，例如如何通过材料的选择或结构的优化来延缓疲劳的发生，从而创造出既美观又耐用的设计作品。这本书或许能为我打开一个全新的视角，让我更深入地理解材料的生命周期，并将其融入到我的设计理念中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的印象，那种深邃的蓝色调，配合着金色印刷的标题“结构与材料的疲劳（第2版）”，散发出一种沉稳而专业的学术气息。我一直对材料科学和工程力学领域的研究充满浓厚的兴趣，尤其是疲劳失效这个复杂而又至关重要的话题。我是一名材料专业的在读研究生，在实验室里经常会遇到各种材料在长期应力作用下的性能衰减问题，理论知识的欠缺让我倍感焦虑。当我偶然在书店的显眼位置看到这本书时，我仿佛找到了救星。我迫不及待地翻阅了几页，就被作者严谨的逻辑和清晰的条理所吸引。书中对疲劳现象的起源、发展过程以及影响因素进行了深入的剖析，这对于我理解材料失效的本质非常有帮助。我非常期待能够通过这本书，系统地学习疲劳的理论知识，并将其应用到我的科研实践中，希望这本书能够为我指明方向，点亮我探索材料世界奥秘的道路，让我能够更加自信地面对未来的挑战，为材料科学的发展贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有着十年工程经验的结构工程师，我在实际工作中经常需要处理各种结构的耐久性和可靠性问题。疲劳破坏是导致结构突然失效的重要原因之一，而如何有效地预测和防止疲劳是工程师们必须面对的难题。我之前阅读过一些关于疲劳的教材，但总觉得不够系统深入，缺乏一些实践指导。当我拿到这本《结构与材料的疲劳（第2版）》时，我被其内容所吸引。书中不仅详细介绍了各种材料的疲劳性能，还深入探讨了不同加载条件、环境因素以及制造工艺对疲劳寿命的影响。更重要的是，书中提供了大量的实例分析和计算方法，这对于我进行工程设计和风险评估非常有价值。我尤其关注书中关于疲劳寿命预测模型的章节，希望能够从中学习到更先进、更准确的预测技术，从而在项目设计中更好地评估结构的安全性，避免潜在的风险。这本书的出版，无疑为我这样的工程师提供了一个宝贵的学习和参考资源，让我能够不断提升自己的专业技能，为建设更安全、更可靠的工程项目贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一名退休多年的桥梁工程师，我始终对结构的安全性和耐久性问题保持着高度的关注。在我的职业生涯中，我亲眼见证了许多桥梁在经历了数十年的风雨侵蚀和交通重压后，其结构性能逐渐衰退，其中疲劳是导致这些结构老化和潜在失效的重要原因之一。我一直希望能够找到一本全面且易于理解的书籍，系统地回顾和深入学习关于结构和材料疲劳的知识，以便我能够将我的经验与最新的理论知识相结合。当我看到《结构与材料的疲劳（第2版）》这本书时，我感到非常高兴。我希望这本书能够帮助我理解现代材料科学在提高结构抗疲劳能力方面所取得的进步，以及新的设计理念和分析方法。我尤其想了解，当前对于老旧桥梁的疲劳评估和加固技术是否有新的突破，这对于我关心公共基础设施的安全问题具有重要的意义，也让我能够继续为社会贡献我的经验和智慧。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在汽车制造行业工作的质量控制工程师。在汽车的设计和生产过程中，材料的疲劳性能直接关系到车辆的安全性、可靠性和使用寿命。我们经常需要对各种零部件进行疲劳测试，以确保它们能够满足设计要求。当我看到《结构与材料的疲劳（第2版）》这本书时，我被它所提供的专业知识所吸引。我希望这本书能够为我提供更深入的理论指导，帮助我理解不同材料在汽车零部件中的疲劳表现，以及影响疲劳寿命的关键因素。我尤其关注书中是否会介绍一些针对汽车零部件的疲劳分析方法和测试标准，这些对于我优化质量控制流程，提高产品可靠性具有重要的价值。我期待通过这本书，能够更全面地掌握材料疲劳的知识，从而在我的工作中做得更好，为生产更安全、更耐用的汽车贡献我的专业能力。

评分☆☆☆☆☆

我是一名热衷于收集和研究古老机械的爱好者，尤其对那些历史悠久的火车头和工业设备情有独钟。在修复和保存这些老物件的过程中，我经常会遇到一些由于长期使用而导致的材料损伤，其中疲劳是一个经常出现的问题。我希望能够通过阅读《结构与材料的疲劳（第2版）》这本书，深入了解这些古老机械的材料是如何在岁月的侵蚀和反复的机械运动中逐渐变得脆弱的。我特别想知道，在那个技术相对落后的年代，工匠们是如何通过经验或一些朴素的智慧来应对材料疲劳问题的，以及现代的疲劳理论是否能够解释这些现象。这本书也许能为我提供一些修复这些老物件的理论依据，让我能够更好地理解它们的历史，并以更科学的方式来保护它们，让这些承载着工业文明记忆的珍宝得以长久保存。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将进入大学学习土木工程专业的学生，对未来将要学习的知识充满期待。我知道土木工程涉及到各种大型结构的建造，比如高层建筑、隧道、大坝等，而这些结构的稳定性和安全性是至关重要的。我听说过材料的疲劳是导致结构失效的重要原因之一，这让我感到有些担忧，但也激发了我深入了解的兴趣。当我得知《结构与材料的疲劳（第2版）》这本书的存在时，我立刻被它的标题所吸引。我希望这本书能够用相对浅显易懂的语言，向我介绍材料疲劳的基本概念，以及它在土木工程中的具体应用。我希望能从中学习到，工程师们是如何通过科学的方法来预测和防止结构发生疲劳破坏，从而确保我们赖以生存的建筑物的安全。我期待这本书能够为我打下坚实的专业基础，让我能够更好地理解未来的学习内容，并对土木工程领域产生更浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读博士学位的材料失效分析方向的学生。在我的研究领域，材料疲劳是绝对的核心内容。在我之前的学习过程中，我接触过不少关于疲劳的文献和教材，但往往缺乏一个全面、系统性的框架来整合这些知识。当我得知《结构与材料的疲劳（第2版）》出版时，我充满了期待。这本书的作者在疲劳研究领域享有盛誉，他的理论和实验研究成果一直是我学习的榜样。我希望这本书能够为我提供一个更加深入和前沿的视角来理解疲劳的机制，尤其是在微观层面，例如裂纹萌生和扩展的原子尺度过程。同时，我也关注书中可能包含的最新研究进展和实验技术，这些对于我设计和实施自己的实验至关重要。我期待这本书能够帮助我建立起更完善的理论体系，为我的博士论文研究打下坚实的基础，并为我未来在材料科学领域独立开展研究提供强大的支撑。

评分☆☆☆☆☆

最近我开始对航空航天工程领域产生浓厚的兴趣，尤其是与飞机设计相关的材料选择和结构强度问题。我知道飞机在飞行过程中会承受巨大的、反复的应力，而材料的疲劳性能是保证飞机安全性的关键因素之一。当我了解到《结构与材料的疲劳（第2版）》这本书时，我立刻被它所涵盖的范围所吸引。我相信这本书能够帮助我理解在极端环境下，各种先进材料如何表现出疲劳特性，以及工程师们是如何通过科学的计算和设计来确保飞机的结构完整性的。我特别好奇书中是否会介绍一些用于评估飞机结构疲劳寿命的特殊方法，例如损伤容限设计等。我希望能从中获得关于航空材料疲劳行为的宝贵知识，为我未来在航空航天工程领域的发展打下基础，让我能够更好地理解飞机制造的复杂性，以及工程师们在确保飞行安全方面所付出的巨大努力。

评分☆☆☆☆☆

可以

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质量好，性价比高，推荐

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好好好好好好好好好好好好好！好好好好好好好好好好好好好！

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经典的疲劳分析书籍，大家看了都说好，朋友推荐买的

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很详细的一本书，很好。

评分☆☆☆☆☆

开始阅读学习，是一本好书，加油！就是没有光盘，内容以附录给出，要是照片为彩色就更好了

评分☆☆☆☆☆

很实用的书，能学到不少东西，好评~

评分☆☆☆☆☆

送人的，内容比较实用的感觉，感觉书的质感还不错，比较满意

评分☆☆☆☆☆

灰常好！