| 图书基本信息 | |||
| 图书名称 | 产品设计中的材料选择原书第4版 | 作者 | 迈克尔F. 阿什比 |
| 定价 | 189.00元 | 出版社 | 机械工业出版社 |
| ISBN | 9787111576792 | 出版日期 | 2017-12-01 |
| 字数 | 613000 | 页码 | 374 |
| 版次 | 1 | 装帧 | 平装-胶订 |
| 开本 | 16开 | 商品重量 | 0.4Kg |
| 内容简介 | |
| 本书提供了材料及其工艺选择的系统方法。 全书基于独特的数据结构,详细阐释了金属材料、陶瓷和玻璃材料、复合材料、聚合物材料等多类材料构成的材料性能图表,并结合公式对材料性能进行解读,确定不同加工工艺、不同材料的选用。 全书共分17章,包含设计过程、工程材料及其性能、材料性能图、材料选择的基本原则与案例等基础内容,多约束与冲突目标及案例、材料与形状的组合选择及案例、杂化材料设计及案例、工艺与工艺选择等专业内容,并从材料与环境、材料与工业设计,以及革新的动力三个方面做了阐述与展望。在光盘中提供了5个附录,介绍了多种材料的相关数据。 读者可以从本书的案例分析开始,依据自身经验的积累,逐级提升问题的复杂程度,直至针对新的设计问题进行建模,形成新的材料指标和新的材料选用。 本书可以帮助机械设计、工业设计等设计领域的读者掌握设计过程中材料的选择原则、方法,材料的性能、材料的设计思路,使其能够在设计过程中快速找到需要的相关数据,从而确定佳的材料选择方案。 |
| 作者简介 | |
| 目录 | |
| 序 言 第1章 绪论1 1.1 引言1 1.2 设计过程中的材料问题2 1.3 工程材料的发展3 1.4 产品中材料的演变6 1.5 本章小结8 1.6 扩展阅读8 第2章 设计过程11 2.1 引言11 2.2 设计过程11 2.3 设计类型14 2.4 设计工具和材料数据15 2.5 功能、材料、形状和工艺16 2.6 案例分析:开瓶器17 2.7 本章小结19 2.8 扩展阅读20 第3章 工程材料及其性能23 3.1 引言24 3.2 工程材料的类别24 3.3 设计所需的材料信息26 3.4 材料性能及其单位28 3.4.1 基本性能28 3.4.2 力学性能28 3.4.3 热性能35 3.4.4 电性能38 3.4.5 光性能41 3.4.6 生态性能41 3.5 本章小结41 3.6 扩展阅读41 第4章 材料性能图44 4.1 引言44 4.2 探究材料性能44 4.3 材料性能图47 4.3.1 弹性模量—密度图47 4.3.2 强度—密度图50 4.3.3 弹性模量—强度图51 4.3.4 比刚度—比强度图53 4.3.5 断裂韧度—弹性模量图54 4.3.6 断裂韧度—强度图55 4.3.7 损耗系数—弹性模量图57 4.3.8 导热系数—电阻率图58 4.3.9 导热系数—热扩散系数图60 4.3.10 热膨胀系数—导热系数图61 4.3.11 热膨胀系数—弹性模量图63 4.3.12 高工作温度图64 4.3.13 摩擦和磨损65 4.3.14 成本柱状图67 4.3.15 弹性模量—相对成本图69 4.3.16 强度—相对成本图70 4.4 本章小结70 4.5 扩展阅读71 第5章 材料选择的基本原则73 5.1 引言73 5.2 选择方法74 5.2.1 材料属性74 5.2.2 选择策略74 5.2.3 解读77 5.2.4 筛查:属性限制78 5.2.5 排序:材料指标78 5.2.6 文档查阅79 5.2.7 现实条件80 5.3 材料指标80 5.4 选择过程86 5.4.1 解读需求,提取材料指标86 5.4.2 筛查:应用属性限制86 5.4.3 排序:图表中的材料指标87 5.4.4 文档查阅89 5.5 计算机辅助选择89 5.6 结构指标90 5.7 本章小结91 5.8 扩展阅读92 第6章 案例分析:材料选择93 6.1 引言93 6.2 船桨材料94 6.3 大型望远镜的反光镜96 6.4 桌腿材料99 6.5 建筑用结构材料102 6.6 飞轮材料105 6.7 弹簧材料108 6.8 弹性铰链和联轴器112 6.9 弹性填料材料114 6.10 脆性聚合物的极限变形量设计116 6.11 安全压力容器118 6.12 用于振动台的高刚性、高阻尼材料121 6.13 短时恒温容器的隔热层124 6.14 节能炉壁127 6.15 被动式太阳能供暖装置用材料129 6.16 用于精密仪器的低热变形材料132 6.17 换热器材料134 6.18 芯片散热器138 6.19 雷达天线罩材料140 6.20 本章小结143 6.21 扩展阅读143 第7章 多约束与冲突目标145 7.1 引言145 7.2 多约束情况下的选择146 7.3 冲突目标149 7.4 本章小结155 7.5 附录:权重因子和模糊方法156 7.6 扩展阅读158 第8章 案例分析:多约束与冲突目标161 8.1 引言161 8.2 多约束:轻质压力容器162 8.3 多约束:高性能发动机连杆164 8.4 多约束:高强磁场线圈167 8.5 冲突目标:桌腿171 8.6 冲突目标:必备电子产品的超薄外壳173 8.7 冲突目标:制动钳材料176 8.8 本章小结178 第9章 材料与形状的组合选择179 9.1 引言179 9.2 形状因数181 9.3 形状效率的限制条件189 9.4 材料—形状的佳组合192 9.5 考虑形状因数的材料指标195 9.6 基于指标的图表选择法198 9.7 结构材料:微观形状200 9.8 本章小结203 9.9 扩展阅读204 第10章 案例分析:材料与形状205 10.1 引言205 10.2 人力飞机翼梁206 10.3 竞赛用自行车前叉209 10.4 楼板搁栅:木材、竹子还是钢212 10.5 再论桌腿:细和轻哪个更重要214 10.6 钢板刚度的增加215 10.7 弯曲形状:片式和股式217 10.8 超高效弹簧218 10.9 本章小结221 第11章 杂化材料设计223 11.1 引言223 11.2 材料性能空间中的空缺225 11.3 设计方法:A B 构型 尺寸227 11.4 复合材料228 11.5 夹层结构236 11.5.1 借助试验确定结构材料的等效性能237 11.5.2 基于分析的夹层结构的等效性能238 11.6 多孔结构:泡沫和晶格244 11.6.1 泡沫:弯曲主导型结构245 11.6.2 晶格:拉伸主导型结构248 11.7 分段结构251 11.8 本章小结253 11.9 扩展阅读254 第12章 案例分析:混合物257 12.1 引言257 12.2 金属基复合物设计257 12.3 软导体和渗流259 12.4 热传导与电传导的组合261 12.5 冰箱内壁263 12.6 微波透射屏蔽罩材料265 12.7 握力不会减小的连接器266 12.8 各向异性的应用:散热面268 12.9 天然材料的机械效率270 12.10 扩展阅读275 第13章 工艺与工艺选择277 13.1 引言277 13.2 工艺分类278 13.3 成形、连接和精饰工艺281 13.3.1 成形工艺281 13.3.2 连接工艺289 13.3.3 精饰工艺290 13.4 工艺对性能的影响292 13.5 系统的工艺选择295 13.5.1 选择策 |
| 编辑推荐 | |
| 16种图谱——汇集金属、聚合物与泡沫、复合材料、陶瓷和天然材料性能的彩色图谱,数据准确; 7种方法——提供材料选择的基本原则与各类指标; 48个案例——介绍不同产品的材料选择与制造工艺选择; |
| 文摘 | |
| 序言 | |
这本书,简直是产品设计师的“暗器”。它不像那些光鲜亮丽的设计杂志,让你看了之后热血沸腾,但真正落地的时候却发现无从下手。它更像是你口袋里藏着的一把瑞士军刀,在你需要的时候,它能精准地提供你所需要的功能。我尤其欣赏它对于材料选择过程中,各种权衡和取舍的细致分析。你知道,在实际的产品设计中,很少有哪一种材料能够完美地满足所有的需求。总会涉及到成本、性能、加工、环保等方面的博弈。这本书就非常深入地探讨了这些权衡的艺术。它会告诉你,当你优先考虑强度时,可能需要在柔韧性上做出妥协;当你追求低成本时,加工难度可能就会增加。它通过大量的案例分析和数据对比,让你能够更清晰地看到不同材料选择背后所带来的连锁反应。我曾经为一个运动器材项目发愁,需要在轻便性和耐用性之间找到一个最佳平衡点。在翻阅了这本书的聚合物和复合材料部分后,我才真正理解了不同纤维增强塑料的性能差异,以及它们在不同载荷下的表现。这让我能够更自信地做出决策,而不是凭着感觉去猜测。它带来的,是一种更成熟、更稳健的设计思维。
评分这本书,哦,那真是个让我又爱又恨的宝贝。当我在设计工作室里,面对着一堆手稿和三维模型,脑袋里充斥着各种天马行空的创意时,总会鬼使神差地拿起它。你知道那种感觉吗?就是你脑子里有个清晰的形状,甚至都能感受到它在手里的触感,但就是不知道该用什么“皮肤”去包裹它,让它既能承载功能,又能带来美感,同时还要考虑成本和环保。这时候,这本书就像一位沉稳的长者,用它厚重的篇幅,一点点地揭示材料世界的奥秘。我常常会因为一个看起来很普通的塑料,它在书里被拆解得如此彻底而震惊。从分子结构,到力学性能,再到加工工艺,它就像是你认识了一个人,从他的童年经历、教育背景,到他的性格特点、人际交往,无所不包。一开始,你会觉得它有点枯燥,那些密密麻麻的图表和公式,仿佛是隔着一层纱,让你无法直观地感受到材料的“生命力”。但随着你阅读的深入,你会发现,正是这些看似冰冷的数据,构筑了材料选择的坚实基础。它不是告诉你“用这个材料”,而是告诉你“为什么用这个材料”,或者“在什么情况下,用这个材料可能更好”。这种“为什么”的追问,恰恰是设计师最需要的。它迫使你跳出思维定势,去理解材料的本质,去挖掘它潜在的可能性。有时候,我甚至会对着书中的某个图表发呆,试图从中读出更多信息,想象着将这些理论应用于我手头的项目。它带来的思考深度,远超一般的设计手册。它不是给你答案,而是给你工具,让你自己去寻找答案。
评分我得承认,这本书的阅读过程并非一帆风顺。它涉及到的很多概念和数据,需要反复推敲和理解。但是,正是这种挑战性,让我觉得它真正有价值。它不是一本让你快速消化的“快餐”,而是一本需要你用心去“慢品”的“佳肴”。它最让我惊喜的地方在于,它能够将抽象的材料科学知识,与具体的工业设计实践相结合。书中大量的实际案例,都是我曾经在设计过程中遇到过的,或者是我即将要面对的。通过对这些案例的深入分析,我能够学习到作者是如何运用材料知识来解决实际问题的。例如,在处理塑料注塑成型时,书中关于熔融流动指数、收缩率以及模具设计的详细阐述,让我对整个工艺过程有了更深的认识。这不仅帮助我避免了一些潜在的设计错误,更让我能够优化设计,提升产品的整体品质。它带来的,是一种将理论知识转化为实践能力的提升,以及一种更加扎实的工业设计功底。
评分我必须说,这本书的厚度让我一开始有些望而却步,但一旦我开始阅读,就立刻被它所吸引。它不是那种让你一眼就能看到结论的书,而是需要你投入时间和精力去慢慢咀嚼。它最让我受益的地方在于,它打破了我之前对材料的一些刻板印象。我以前总是习惯性地选择那些“听起来”比较高级的材料,比如某种高性能的合金或者特殊的工程塑料。但是,通过这本书,我才意识到,很多时候,一种看似普通的材料,在特定的设计和应用场景下,能够发挥出意想不到的优势。书中的图表和数据分析非常详尽,它帮助我理解了材料的微观结构如何影响宏观性能,以及加工工艺又是如何进一步影响材料的表现。我曾经为一个需要轻质高强的产品发愁,当时脑子里全是各种碳纤维和铝合金。但是,书中对于某些改性聚合物的介绍,让我眼前一亮。它详细说明了如何通过添加增强剂和优化加工参数,来提升聚合物的力学性能,使其在某些方面甚至可以媲美金属,而且成本更低,加工也更方便。这种“化繁为简”,在保证性能的前提下寻求更优解的思路,让我受益匪浅。它让我学会了,设计不仅仅是选择最好的材料,更是选择“最适合”的材料。
评分这本书,就像一个经验丰富的老工匠,他的话语不多,但每一句都充满了智慧。你不会从它那里听到花哨的辞藻,也看不到令人眼花缭乱的设计效果图。它提供的是最实在、最接地气的知识。我曾经在工作中遇到一个棘手的工程问题,是关于材料在长期使用过程中性能衰减的问题。在查阅了许多资料都无果之后,我偶然翻到了这本书的“材料老化与耐久性”章节。书中对不同类型材料在紫外线、湿度、温度等因素影响下的性能变化,以及相应的评估方法,给出了非常详尽的阐述。这让我茅塞顿开,找到了解决问题的关键点。它没有直接告诉你“你应该用什么材料来防止老化”,而是让你理解“为什么会老化,以及如何去评估和控制老化的风险”。这种“授人以渔”的教学方式,是我非常推崇的。它让你不仅能够解决当前的问题,更能培养你在未来面对类似问题时的自主解决能力。这本书带来的,是一种对材料的深刻洞察,以及一种解决实际工程问题的能力。
评分老实说,这本书一开始让我感到有点“压力山大”。它的信息量太大了,而且涉及到的专业知识非常广泛。但当我真正沉下心来,一个章节一个章节地去阅读和理解的时候,我才发现它蕴含的巨大价值。它不仅仅是一本关于材料的书,更是一本关于“解决问题”的书。它通过系统性的方法论,教会你如何去分析产品的需求,然后在这个需求的基础上,去寻找最合适的材料解决方案。我印象最深刻的是,书中关于“材料地图”的概念。它通过图形化的方式,将不同材料的性能参数进行可视化呈现,让你能够一目了然地比较它们的优劣。这对于我这样需要处理大量信息的来说,简直是福音。你不再需要大海捞针地去查阅各种数据,而是可以通过直观的图表,快速缩小选择范围。我曾经为一个医疗器械项目寻找生物相容性好的材料,书中对各种医用级聚合物和金属的详细介绍,以及它们在人体内的反应,让我受益匪浅。它让我能够从一个更宏观的角度去审视材料,而不仅仅局限于单一的性能指标。它带来的,是一种对复杂问题进行系统性拆解和解决的能力。
评分这本书,怎么说呢,它更像是一本“工具书”,而非一本“灵感激发书”。如果你期待着它能给你带来“哇塞”的设计点子,那可能会有些失望。但如果你是一个真正想在产品设计领域深耕,并且对材料的理解有更高追求的人,那么这本书绝对是你的“宝藏”。它不会直接告诉你“你应该用什么材料”,而是会告诉你“每种材料的特性是什么,它们适合什么样的应用场景,以及在选择时需要考虑哪些因素”。我曾经为了一个项目,需要选择一种能够承受极端温度变化的材料,在网上搜集了很多零散的信息,但总感觉不够系统。翻开这本书,我一下子就找到了想要的答案。它不仅详细列举了耐高温和耐低温材料的种类,还对它们的温度范围、热膨胀系数、热导率等关键参数做了清晰的对比。更重要的是,它还对这些材料的加工难度、成本以及环保性进行了评估,这对于做出一个真正可行的设计方案至关重要。我常常在工作中遇到一些“鸡肋”的材料选择,就是因为在初期没有足够深入地了解材料的局限性。这本书就像一面镜子,让我能够更清晰地认识到自己知识上的不足,并有针对性地去学习和提升。它带来的,是一种“知其然,更知其所以然”的深刻理解。
评分这本书,它就像一个默默无闻但极其重要的“幕后英雄”。它不会像那些介绍最新设计趋势的书籍那样,用炫目的图片和前沿的概念吸引眼球,但它所提供的知识,却是支撑起一切设计和产品成功的基石。我一直认为,一个优秀的设计,最终落地的关键在于材料的选择。而这本书,恰恰填补了我在材料知识上的很多盲点。它不是简单地罗列材料的特性,而是深入分析了材料在不同应用场景下的行为,以及如何通过材料的选择来优化产品的性能和用户体验。我尤其喜欢书中关于“材料性能与成本的权衡”的讨论。很多时候,设计师都面临着在性能和成本之间的艰难取舍。这本书通过大量的图表和数据,帮助我更清晰地理解了这种权衡的边界,以及如何在有限的预算内,找到最佳的材料解决方案。它让我学会了,好的设计不仅仅是好看,更是能够经久耐用、经济实用,并且对环境负责。它带来的,是一种更加务实、更加全面的设计视角。
评分说实话,我拿到这本书的时候,内心是有点抗拒的。毕竟,材料选择听起来似乎是工程师的范畴,与我这个偏向感性设计的人似乎有点距离。然而,当我翻开书页,那些关于材料结构、性能、加工之间相互联系的阐述,以及那些图文并茂的案例分析,却深深地吸引了我。它让我意识到,材料并非只是一个冰冷的物理属性,它与产品的形态、触感、甚至用户的情感体验息息相关。书中对于不同材料纹理、光泽、甚至声音的描述,都能够激发我的设计灵感。我尤其欣赏它关于“可持续材料”和“循环经济”的讨论。在如今这个环保意识日益增强的时代,了解如何选择对环境影响最小的材料,以及如何设计易于回收和再利用的产品,已经变得至关重要。这本书在这方面提供了非常宝贵的指导。它不仅列举了各种可回收、可降解的材料,还分析了它们在产品生命周期中的影响。这让我能够从一个更长远、更负责任的角度去思考设计。它带来的,是一种对产品设计社会责任的认知,以及一种更具前瞻性的设计理念。
评分拿到这本书的时候,说实话,我的期待值并没有那么高。我以为它会像市面上很多设计类书籍一样,充斥着精美的图片和一些比较空泛的设计理念。结果呢?我被它庞大而详实的资料库彻底折服了。它不是一本让你快速翻阅,然后获得灵感的设计指南,而是一部你可以反复查阅、深入钻研的“材料百科全书”。你会在其中看到各种金属、陶瓷、聚合物、复合材料,它们在书中被一一列举,并附带着极其详尽的物理、化学、机械性能数据。我尤其喜欢它对材料选择过程的系统性阐述。它不是简单地罗列材料的优缺点,而是从产品的功能需求出发,一步一步地引导读者如何去筛选、评估和比较不同的材料。这种逻辑性的梳理,对于我这样还在摸索阶段的设计师来说,简直是雪中送炭。我记得有一次,我为一个需要高强度和耐磨性的零部件发愁,翻遍了手头的资料库,感觉都无法满足要求。抱着试试看的心态,我打开了这本《产品设计中的材料选择》。结果,它不仅列出了我之前考虑过的所有材料,还推荐了几种我从未接触过的新型复合材料,并详细分析了它们的性能参数和潜在应用场景。这就像在一片迷雾中,突然出现了一束清晰的灯光,指引了我前进的方向。而且,书中对于材料加工方法的描述也相当到位。你知道,材料的性能固然重要,但如何将其转化为实际的产品,也同样关键。这本书在这方面也给予了非常实用的指导,让我能够更全面地考虑材料的整个生命周期。
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