摩擦學設計基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王之櫟，瀋心敏 編

圖書標籤:

• 摩擦學
• 機械設計
• 工程材料
• 錶麵工程
• 潤滑
• 磨損
• 可靠性
• 設計基礎
• 機械工程
• 工業工程

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512425989

版次：1

商品編碼：12290721

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材

開本：16開

齣版時間：2018-01-01

用紙：膠版紙

頁數：252

字數：346000

正文語種：中文

內容簡介

　　《摩擦學設計基礎》是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，共分8章，內容包括：第1章緒論，第2章摩擦學設計理論基礎，第3章流體潤滑基本方程，第4章流體動壓軸承，第5章動載徑嚮軸承，第6章動壓軸承性能二維分析，第7章油膜潤滑中的特殊效應，第8章氣膜力學特徵與氣體動密封。書中主要介紹摩擦學研究的基本領域和一般性理論基礎，以及摩擦學設計所涉及的潤滑理論基礎知識，較為詳細地探討瞭流體潤滑理論在滑動軸承支承和密封設計特性方麵的研究分析方法。
　　《摩擦學設計基礎》適閤機械工程相關專業本科生和研究生使用，也可作為相關科研和技術人員研究設計的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 摩擦學與摩擦學設計
1．2 摩擦學專業教育

第2章 摩擦學設計理論基礎
2．1 摩擦錶麵的物理性質與錶麵接觸
2．2 摩擦與磨損
2．2．1 摩擦的分類
2．2．2 庫侖摩擦定律
2．2．3 摩擦機理
2．3 流體的物理性質
2．3．1 流體介質的連續性
2．3．2 牛頓粘性定律與流體粘度
2．3．3 密度、可壓縮性與狀態方程
習題

第3章 流體潤滑基本方程
3．1 連續方程
3．2 動量方程
3．2．1 粘性流體微元體的受力與平衡
3．2．2 牛頓流體應力與應變率的關係
3．2．3 動量方程
3．3 N-S方程的簡化
3．4 雷諾方程
3．4．1 廣義雷諾方程
3．4．2 典型物理模型對應的雷諾方程
3．4．3 雷諾方程的一維解析解
3．5 壓力邊界條件
3．5．1 壓力邊界
3．5．2 常用邊界條件
習題

第4章 流體動壓軸承
4．1 推力軸承穩態性能
4．1．1 動壓推力軸承的一般形式
4．1．2 斜麵推力軸承
4．1．3 斜麵一平麵組閤軸承
4．1．4 瑞利（Rayleigh）階梯軸承
4．1．5 可傾瓦推力軸承
4．2 徑嚮軸承的承載
4．2．1 徑嚮軸承
4．2．2 徑嚮軸承間隙函數
4．2．3 無限短軸承壓力分布
4．2．4 油膜反力與承載能力
4．2．5 無限寬軸承解
4．3 擠壓油膜軸承
4．3．1 擠壓油膜雷諾方程
4．3．2 平行平闆擠壓油膜軸承
4．3．3 共麯柱麵擠壓油膜軸承
4．4 徑嚮軸承動態特性
4．4．1 徑嚮軸承剛度和阻尼係數
4．4．2 短軸承油膜剛度和阻尼係數計算
4．4．3 剛度和阻尼係數的坐標轉換
4．5 動壓徑嚮軸承穩定性
4．5．1 動壓徑嚮軸承的失穩
4．5．2 失穩機理
4．5．3 軸承係統穩定性與失穩界限轉速
4．5．4 動壓徑嚮軸承的抑振方法
4．5．5 擠壓油膜軸承的阻尼減振
習題
……

第5章 動載徑嚮軸承
第6章 動壓軸承性能二維分析
第7章 油膜潤滑中的特殊效應
第8章 氣膜力學特徵與氣體動密封

參考文獻

前言/序言

　　摩擦學是近幾十年發展起來的一門邊緣學科，研究內容主要包括摩擦、磨損和潤滑的理論與實踐等，研究的目的是針對具有相對運動特徵工作錶麵的摩擦過程和工作機理問題，尋找工程解決方案。摩擦學研究涉及機械學、力學、物理學、化學、材料學等諸多學科，交叉學科特點明顯，其研究成果對相關學科的科學技術發展，以及工業水平的提高和經濟發展都起到瞭重要作用。
　　本書作為機械工程及相關專業本科和研究生教材，旨在通過本課程的學習，使學生對摩擦學設計基礎理論知識有一定的瞭解，同時拓展摩擦學相關的科學知識，為從事機械設計及相關學科的研究和設計工作奠定堅實的基礎。教材中對摩擦學及利用摩擦學的知識進行設計的背景知識作瞭一般性介紹，對摩擦部件減小摩擦、降低磨損和延長使用壽命所應用的潤滑理論基礎作瞭較為深入的論述。
　　本書的編寫，以北京航空航天大學齣版社齣版的《摩擦學基礎》（1991年）一書為基礎，對一些章節進行瞭加工完善，增加瞭高速鏇轉部件間密封設計應用的部分。全書共分8章。第1章緒論，介紹摩擦學與摩擦學設計概要；第2章摩擦學設計理論基礎，介紹摩擦學設計所涉及的主要研究內容和基礎；第3章流體潤滑基本方程，介紹摩擦學設計中應用的潤滑力學基本方程；第4章流體動壓軸承，介紹動壓滑動軸承的靜動性能和分析方法；第5章動載徑嚮軸承，介紹動載荷作用下徑嚮軸承運動特徵及分析方法；第6章動壓軸承性能二維分析，介紹構造二維數學模型對動壓軸承的性能分析方法；第7章油膜潤滑中的特殊效應，介紹油膜潤滑條件下熱、紊流、錶麵狀態的影響及分析方法；第8章氣膜力學特徵與氣體動密封，介紹潤滑力學在氣體流道密封中的應用，以及氣膜和刷密封的分析方法。
　　書中，第2～7章，由瀋心敏和王之櫟在《摩擦學基礎》一書的基礎上編寫完善，其中第6章的部分內容由劉雨川編寫，第1、8章由王之櫟、瀋心敏、劉國西等編寫，J.Chew為刷密封部分提供瞭部分資料。瀋心敏對全書文稿進行瞭認真細緻的梳理，全書由王之櫟和瀋心敏統稿並任主編。在編寫本書的過程中，馬綱、陳心頤、陳輝、李理科、丁蕾等為部分內容的編寫提供瞭材料，郭苗苗、遲佳棟等參加瞭部分文稿的編輯工作。
　　感謝《摩擦學基礎》一書的作者，感謝參加編撰及為本書提供無私幫助和提齣寶貴意見的各位同仁。
　　由於作者水平有限，書中如有不妥之處，敬請各位讀者指正。

機械設計與材料的精妙交織：錶麵工程與先進製造技術導論 內容簡介： 本書旨在為機械、材料、製造工程等領域的學生、研究人員及工程師提供一本全麵而深入的參考書，重點探討現代機械係統中至關重要的兩個交叉領域：先進錶麵工程技術與復雜結構件的精密製造工藝。本書嚴格避開瞭傳統摩擦學設計（如潤滑理論、磨損機理的特定模型）的具體內容，轉而聚焦於如何通過材料選擇、錶麵改性、以及高效的製造方法，來優化機械零件的整體性能、可靠性與壽命。 全書共分為五大部分，內容涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的多個層麵，總計十八章。 --- 第一部分：工程材料的性能基石與結構完整性 本部分首先奠定瞭理解現代機械性能的基礎。我們不再深入探討接觸界麵的特定行為，而是將重點放在決定零件宏觀性能的材料本徵特性上。 第一章：高性能工程閤金的微觀結構控製： 詳細闡述瞭鋼鐵、鈦閤金、鎳基高溫閤金在熱處理過程中的相變動力學。重點分析瞭晶粒尺寸、第二相粒子分布對拉伸強度、疲勞極限和蠕變性能的決定性影響。引入瞭先進的計算材料學方法，如相場模擬，用於預測不同冷卻速率下材料的微觀組織演變。 第二章：復閤材料與功能梯度材料的力學響應： 深入研究瞭縴維增強復閤材料（如碳縴維增強環氧樹脂、陶瓷基復閤材料）的各嚮異性彈性模型。重點闡述瞭縴維鋪層角度對整體剛度和失效模式的影響。對於功能梯度材料（FGM），分析瞭其梯度變化率如何影響結構在熱應力梯度下的穩定性。 第三章：增材製造（AM）過程中的殘餘應力與變形控製： 聚焦於選區激光熔化（SLM）和電子束熔化（EBM）過程中，由於快速加熱和冷卻導緻的內在殘餘應力分布。探討瞭通過優化掃描策略、層間溫度控製以及後處理熱等靜壓（HIP）技術，來提升復雜薄壁結構件的尺寸精度和結構完整性。 --- 第二部分：先進錶麵功能化策略：非接觸式改性技術 本部分側重於如何通過改變材料錶麵層的化學成分和物理特性，來賦予零件特定的功能，特彆是針對耐腐蝕性、高溫氧化穩定性和特定電學性能。 第四章：熱障塗層（TBCs）的結構設計與熱物理特性： 詳細分析瞭用於航空發動機葉片的熱障塗層係統，包括陶瓷麵層（如YSZ）與粘結層（如McrAlY）的界麵行為。重點探討瞭塗層孔隙率、熱導率與熱循環壽命之間的關係，以及如何通過等離子噴塗技術（APS/VPS）控製塗層的微結構。 第五章：高能束流錶麵閤金化與重構： 探討瞭激光熔覆（Laser Cladding）技術在製備高耐腐蝕或耐磨損錶麵閤金層方麵的應用。分析瞭激光輸入功率、送粉速率對熔池冶金行為的影響，以及如何避免稀釋和宏觀裂紋的産生。 第六章：化學氣相沉積（CVD）與物理氣相沉積（PVD）薄膜的界麵粘附力： 深入研究瞭TiN, AlTiN等硬質塗層在刀具和模具上的應用。重點分析瞭影響膜層-基體粘附強度的關鍵因素，包括基底錶麵活性度、成膜的應力狀態（張應力或壓應力）以及中間過渡層的設計。 --- 第三部分：精密製造中的尺寸精度與形位公差控製 本部分將重點轉嚮製造過程對最終産品幾何精度的影響，以及如何通過優化工藝參數來滿足苛刻的公差要求，尤其是在微納尺度製造中。 第七章：超精密加工中的刀具路徑規劃與誤差補償： 針對非對稱麯麵和自由麯麵的加工，介紹瞭插補算法和刀具中心軌跡補償策略。討論瞭如何利用在位測量技術（In-situ Metrology）實時修正機床誤差和熱漂移。 第八章：電火花加工（EDM）的電極設計與錶麵層影響： 區彆於傳統磨損討論，本章關注EDM過程中熔融物的去除效率與錶層微觀結構的變化（如白層厚度、元素富集）。研究瞭如何通過控製脈衝參數和使用高導電性電極材料，來優化加工錶麵殘餘奧氏體的含量和硬度。 第九章：微納結構的光刻與刻蝕工藝控製： 深入介紹半導體和微機電係統（MEMS）製造中，深紫外光刻（DUV）的衍射極限挑戰和乾法刻蝕（如Bosch工藝）的側壁形貌控製。重點分析瞭掩模版缺陷、等離子體密度對刻蝕速率和側壁垂直度的影響。 --- 第四部分：機械係統的動態行為與可靠性評估 本部分探討在實際工作環境中，零件如何承受載荷並最終失效，側重於疲勞、斷裂力學和係統的振動特性。 第十章：疲勞壽命預測的應力-壽命（S-N）與應變-壽命（E-N）方法： 係統迴顧瞭高周疲勞（HCF）和低周疲勞（LCF）的設計準則。強調瞭初始缺陷（如鑄造孔隙、微裂紋）在疲勞萌生中的作用，並引入瞭基於斷裂力學的裂紋擴展速率評估。 第十一章：復雜載荷下的振動分析與模態識彆： 介紹瞭有限元法（FEM）在求解結構固有頻率和振型中的應用。重點討論瞭阻尼特性的建模，以及如何通過實驗模態分析（EMA）識彆和抑製工作狀態下的共振現象，確保係統穩定性。 第十二章：結構件的斷裂韌性與安全評估： 闡述瞭綫性彈性斷裂力學（LEFM）和彈塑性斷裂力學（EPFM）的核心概念。通過計算應力強度因子（K）和J積分，評估帶有預製裂紋的結構在屈服載荷下的安全裕度。 --- 第五部分：麵嚮智能製造的仿真與優化集成 最後一部分聚焦於如何利用計算工具和優化算法，實現從設計到製造的閉環控製，提升産品性能的迭代效率。 第十三章：多物理場耦閤仿真在零件設計中的應用： 探討瞭熱-力-電-磁場在復雜部件（如渦輪葉片、電磁製動器）設計中的耦閤分析方法。強調瞭準確求解相互作用帶來的非綫性效應。 第十四章：拓撲優化與形狀優化算法： 詳細介紹瞭變密度法（SIMP）和水平集方法在輕量化結構設計中的應用。重點分析瞭如何將製造約束（如最小壁厚、拔模斜度）集成到優化目標函數中，實現“可製造性設計”（DFM）。 第十五章：大規模數據驅動的製造過程監控與質量預測： 介紹瞭傳感器技術（如聲發射、超聲波檢測）在過程中的應用，以及如何利用機器學習模型，基於實時工藝參數，預測最終零件的性能指標（如硬度分布、錶麵粗糙度）。 第十六章：逆嚮工程與點雲數據處理： 探討瞭激光掃描和CT掃描技術獲取的幾何數據，如何通過配準、濾波和麯麵重構，用於質量檢測和模具製造的參考。 第十七章：高級優化算法在工藝參數選擇中的集成： 介紹瞭遺傳算法（GA）和粒子群優化（PSO）在多目標優化問題（如最大強度同時最小化成本）中的應用框架。 第十八章：麵嚮數字孿生的結構健康監測（SHM）框架： 展望瞭如何將實時傳感器數據與高保真模型相結閤，建立機械係統的數字孿生體，以實現對服役中結構狀態的遠程、實時評估和壽命預測。 --- 本書結構嚴謹，理論推導與工程實例並重，旨在為讀者提供一個超越單一領域限製的、麵嚮先進機械係統整體性能優化的知識體係。

評分☆☆☆☆☆

這本書在語言風格上展現齣一種罕見的、令人愉悅的剋製與精確。它不像某些技術文檔那樣充斥著生硬的術語堆砌，也沒有為瞭迎閤大眾讀者而過度簡化，導緻信息失真。作者的文字如同精密的儀器，用詞精準，句式簡潔有力，每一個動詞和名詞的選擇都經過瞭深思熟慮，確保錶達的無歧義性。在闡述復雜的物理現象時，作者善於使用精確的比喻，這些比喻既貼切又富有畫麵感，瞬間點亮瞭那些原本朦朧的概念。閱讀過程中，我幾乎不需要反復查閱詞典或反復迴讀來確認某個術語的確切含義，信息的接收效率非常高。這種高效、精準且富有教養的文字風格，使得學習過程變成瞭一種享受，而不是煎熬。它仿佛在告訴我，真正的專業，不需要故作高深。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於理解“係統性思維”的培養有著不可替代的作用。它不僅僅講解瞭組件層麵的摩擦、磨損和潤滑機製，更重要的是，它將這些微觀現象置於一個宏大的、涉及材料科學、流體力學乃至熱力學的多尺度係統之中進行考察。例如，當討論到潤滑劑的選擇時，作者不會止步於粘度這個單一參數，而是會深入分析溫度、壓力、剪切速率對油膜穩定性的綜閤影響，並最終迴歸到整個機械係統的壽命和效率目標。這種由錶及裏、由局部到整體的思維引導，幫助讀者建立瞭一種全局觀，認識到設計中的每一個決策都不是孤立的，而是牽一發而動全身。這種培養齣來的係統分析能力，遠比記住幾個公式更有價值，它能讓你在麵對全新的、從未見過的工程問題時，依然能保持清晰的思路和解決問題的信心。這本書真正做到瞭傳授方法，而非僅僅提供答案。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織邏輯性之強，簡直可以作為教科書的範本。它沒有一開始就拋齣那些令人望而生畏的復雜公式，而是采用瞭一種循序漸進的“搭積木”式教學法。開篇從基礎的材料特性和接觸理論講起，概念的引入非常自然，每一步的過渡都像是深思熟慮過的，讓人感覺每一步的知識點都是為瞭支撐下一步的深入探討而精心鋪墊的。特彆是對一些經典理論的引入，它不僅介紹瞭理論本身，更追溯瞭其曆史背景和發展脈絡，這讓讀者在學習“是什麼”的同時，也能理解“為什麼會是這樣”。這種宏觀的視角，避免瞭知識點被孤立看待，使得整個學科體係在讀者腦海中形成一個堅固的框架。讀完前幾章，我甚至能感受到一種知識串聯起來的愉悅感，仿佛自己正在被一位經驗豐富的導師，耐心地引導著，逐步攀登知識的高峰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，那種略帶磨砂質感的封麵，握在手裏沉甸甸的，透露齣一種專業和嚴謹的氣息。內頁的紙張選擇也非常考究，墨色清晰，排版疏密得當，即便是長時間閱讀也不會感到視覺疲勞。我尤其欣賞它在圖錶和插圖上的用心。那些復雜的結構示意圖，綫條流暢，標注清晰，即便是初次接觸這個領域的讀者，也能迅速抓住核心概念。作者似乎非常懂得如何用視覺語言來輔助復雜的理論闡述，這一點在很多技術書籍中是很難得的。比如，關於某個關鍵部件的受力分析圖，如果文字描述稍顯晦澀，一張精美的三維剖視圖就能立刻將那個抽象的概念具象化，讓人豁然開朗。這不僅僅是一本工具書，更像是一件精心打磨的工藝品，讓人願意時常翻閱，沉浸在知識的海洋中。細節決定成敗，這本書在細節上的追求，無疑極大地提升瞭閱讀體驗，也體現瞭編者對知識傳遞的尊重。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事機械設計工作的老工程師，我發現這本書在理論深度和工程實踐的結閤上做得極其平衡。很多理論書籍往往過於偏重數學推導，讀起來像是純粹的學術論文，一旦要應用到實際的工況中，卻發現理論與現實總有一道難以逾越的鴻溝。然而，這本書卻成功地架起瞭這座橋梁。書中穿插瞭大量的案例分析，這些案例並非憑空捏造的理想模型，而是來源於真實的工業現場問題，涉及不同材料、不同載荷環境下的實際工況模擬。作者在分析這些案例時，會明確指齣理論模型的局限性以及在實際應用中需要進行哪些修正和摺衷處理。這種“接地氣”的講解方式，極大地增強瞭本書的實用價值，讓我感覺自己手頭拿著的不是一本晦澀的理論著作，而是一份可以直接指導我解決實際難題的“秘笈”。對於需要在設計環節優化性能、提高可靠性的專業人士來說，這本書的參考價值無可估量。