导语

  

内容提要

  

    迈克尔F.阿什比著庄新村、向华、赵震译的《产品设计中的材料选择(附光盘原书第4版)》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，从而确定最佳的材料选择方案。

序言
第1章  绪论
  1.1  引言
  1.2  设计过程中的材料问题
  1.3  工程材料的发展
  1.4  产品中材料的演变
  1.5  本章小结
  1.6  扩展阅读
第2章  设计过程
  2.1  引言
  2.2  设计过程
  2.3  设计类型
  2.4  设计工具和材料数据
  2.5  功能、材料、形状和工艺
  2.6  案例分析: 开瓶器
  2.7  本章小结
  2.8  扩展阅读
第3章  工程材料及其性能
  3.1  引言
  3.2  工程材料的类别
  3.3  设计所需的材料信息
  3.4  材料性能及其单位
    3.4.1  基本性能
    3.4.2  力学性能
    3.4.3  热性能
    3.4.4  电性能
    3.4.5  光性能
    3.4.6  生态性能
  3.5  本章小结
  3.6  扩展阅读
第4章  材料性能图
  4.1  引言
  4.2  探究材料性能
  4.3  材料性能图
    4.3.1  弹性模量—密度图
    4.3.2  强度—密度图
    4.3.3  弹性模量—强度图
    4.3.4  比刚度—比强度图
    4.3.5  断裂韧度—弹性模量图
    4.3.6  断裂韧度—强度图
    4.3.7  损耗系数—弹性模量图
    4.3.8  导热系数—电阻率图
    4.3.9  导热系数—热扩散系数图
    4.3.10  热膨胀系数—导热系数图
    4.3.11  热膨胀系数—弹性模量图
    4.3.12  *高工作温度图
    4.3.13  摩擦和磨损
    4.3.14  成本柱状图
    4.3.15  弹性模量—相对成本图
    4.3.16  强度—相对成本图
  4.4  本章小结
  4.5  扩展阅读
第5章  材料选择的基本原则
  5.1  引言
  5.2  选择方法
    5.2.1  材料属性
    5.2.2  选择策略
    5.2.3  解读
    5.2.4  筛查: 属性限制
    5.2.5  排序: 材料指标
    5.2.6  文档查阅
    5.2.7  现实条件
  5.3  材料指标
  5.4  选择过程
    5.4.1  解读需求, 提取材料指标
    5.4.2  筛查: 应用属性限制
    5.4.3  排序: 图表中的材料指标
    5.4.4  文档查阅
  5.5  计算机辅助选择
  5.6  结构指标
  5.7  本章小结
  5.8  扩展阅读
第6章  案例分析: 材料选择
  6.1  引言
  6.2  船桨材料
  6.3  大型望远镜的反光镜
  6.4  桌腿材料
  6.5  建筑用结构材料
  6.6  飞轮材料
  6.7  弹簧材料
  6.8  弹性铰链和联轴器
  6.9  弹性填料材料
  6.10  脆性聚合物的极限变形量设计
  6.11  安全压力容器
  6.12  用于振动台的高刚性、高阻尼材料
  6.13  短时恒温容器的隔热层
  6.14  节能炉壁
  6.15  被动式太阳能供暖装置用材料
  6.16  用于精密仪器的低热变形材料
  6.17  换热器材料
  6.18  芯片散热器
  6.19  雷达天线罩材料
  6.20  本章小结
  6.21  扩展阅读
第7章  多约束与冲突目标
  7.1  引言
  7.2  多约束情况下的选择
  7.3  冲突目标
  7.4  本章小结
  7.5  附录: 权重因子和模糊方法
  7.6  扩展阅读
第8章  案例分析: 多约束与冲突目标
  8.1  引言
  8.2  多约束: 轻质压力容器
  8.3  多约束: 高性能发动机连杆
  8.4  多约束: 高强磁场线圈
  8.5  冲突目标: 桌腿
  8.6  冲突目标: 必备电子产品的超薄外壳
  8.7  冲突目标: 制动钳材料
  8.8  本章小结
第9章  材料与形状的组合选择
  9.1  引言
  9.2  形状因数
  9.3  形状效率的限制条件
  9.4  材料—形状的*佳组合
  9.5  考虑形状因数的材料指标
  9.6  基于指标的图表选择法
  9.7  结构材料: 微观形状
  9.8  本章小结
  9.9  扩展阅读
第10章  案例分析: 材料与形状
  10.1  引言
  10.2  人力飞机翼梁
  10.3  竞赛用自行车前叉
  10.4  楼板搁栅: 木材、竹子还是钢?  
  10.5  再论桌腿: 细和轻哪个更重要?  
  10.6  钢板刚度的增加
  10.7  弯曲形状: 片式和股式
  10.8  超高效弹簧
  10.9  本章小结
第11章  杂化材料设计
  11.1  引言
  11.2  材料性能空间中的空缺
  11.3  设计方法: A+B+构型+尺寸
  11.4  复合材料
  11.5  夹层结构
    11.5.1  借助试验确定结构材料的等效性能
    11.5.2  基于分析的夹层结构的等效性能
  11.6  多孔结构: 泡沫和晶格
    11.6.1  泡沫: 弯曲主导型结构
    11.6.2  晶格: 拉伸主导型结构
  11.7  分段结构
  11.8  本章小结
  11.9  扩展阅读
第12章  案例分析: 混合物
  12.1  引言
  12.2  金属基复合物设计
  12.3  软导体和渗流
  12.4  热传导与电传导的极端组合
  12.5  冰箱内壁
  12.6  微波透射屏蔽罩材料
  12.7  握力不会减小的连接器
  12.8  各向异性的应用：散热面
  12.9  天然材料的机械效率
  12.10  扩展阅读
第13章  工艺与工艺选择
  13.1  引言
  13.2  工艺分类
  13.3  成形、连接和精饰工艺
    13.3.1  成形工艺
    13.3.2  连接工艺
    13.3.3  精饰工艺
  13.4  工艺对性能的影响
  13.5  系统的工艺选择
    13.5.1  选择策略
    13.5.2  执行策略
  13.6  排序：工艺成本
  13.7  计算机辅助工艺选择
  13.8  本章小结
  13.9  扩展阅读
第14章  案例分析：工艺选择
  14.1  引言
  14.2  铝合金连杆铸造
  14.3  风扇成形
  14.4  火花塞绝缘体
  14.5  歧管管套
  14.6  钢制散热器的连接
  14.7  球轴承内、外圈的表面硬化
  14.8  本章小结
第15章  材料与环境
  15.1  引言
  15.2  材料生命周期
  15.3  材料与能量的消耗系统
  15.4  材料的生态性能
    15.4.1  材料生产：能量和排放
    15.4.2  材料加工能量的评估(总转化效率15％)  
    15.4.3  生命周期终结
  15.5  生态选择
  15.6  案例分析：饮料瓶和防撞护栏
    15.6.1  饮料瓶
    15.6.2  防撞护栏
  15.7  本章小结
  15.8  扩展阅读
第16章  材料与工业设计
  16.1  引言
  16.2  需求金字塔
  16.3  产品特性
  16.4  利用材料与工艺创造产品个性
    16.4.1  材料和感官：美学属性
    16.4.2  材料和心理：关联与感知
  16.5  本章小结
  16.6  扩展阅读
第17章  革新的动力
  17.1  引言
  17.2  市场拉动与科学推动
    17.2.1  来自市场的动力和竞争
    17.2.2  新的科学点：好奇心驱动的研究
  17.3  人口与财富的增长和市场饱和
  17.4  产品责任和服务提供
  17.5  小型化和多功能化
  17.6  关注环境与个人
  17.7  本章小结
  17.8  扩展阅读