HUTTE工程技术基础手册

作者简介

《HUTTE工程师手册》是德国工程界使用最广泛的，并在国际上广

为人知的工程工具书，至今已出版到29版。

《HUTTE工程技术基础手册》是根据第29版翻译的，全书汇总了各

工程专业所共同需要的、最基本的科学技术知识。它包括数学与统计、物

理、化学、工程材料、工程力学、工程热力学、电工技术、测量技术、自

动控制技术、工程信息学、开发与设计、标准化、法律、专利事业、企业

经济等15个部分，并配有大量的图表、数据。该书体系完整，内容充实、

新颖、精炼、实用，是广大工程界和工程专业学生十分有用的工具书。

书籍目录

目 录

A 数学与统计

I数学

1集合，逻辑

1.1集合

1.1.1集合论的基本概念

1.1.2集合之间的关系与集合的运算

1.2联结的特性，特殊集合

1.3逻辑，布尔代数

2数，映射，序列

2.1实数

2.1.1数集，平均值

2.1.2乘幂，方根，对数

2.2进位制

2.3复数

2.3.1基本运算，坐标表示

2.3.2乘幂，方根

2.4区间

2.5映射，序列与级数

2.5.1映射，函数

2.5.2序列与级数

2.5.3级数的乘幂

3矩阵与张量

3.1矩阵

3.1.1符号，一些特殊矩阵

3.1.2演算

3.1.3矩阵的范数

3.2行列式

3.3矢量

3.3.1矢量的性质

3.3.2基

3.3.3内积或无向积

3.3.4外积或有向积

3.3.5混合积，多重积

3.4张量

3.4.1n阶张量

3.4.2张量的运算

4初等几何

4.1坐标

4.1.1坐标，基

4.1.2笛卡尔坐标系

4.1.3极坐标

4.1.4面积坐标

4.1.5体积坐标

4.1.6柱坐标

4.1.7球坐标

4.2曲线、平面与二次曲面

4.2.1平面上的直线

4.2.2空间里的平面

4.2.3空间里的直线

4.2.4二次曲线

4.2.5二次曲面

4.3平面几何，立体几何

5投影

6一元代数函数

6.1零点定理

6.2二次方程与三次方程

7超越函数

7.1指数函数

7.2三角函数

7.3双曲函数

8高等函数

8.1三次与四次代数函数

8.2旋轮线，螺旋线

8.3德尔塔函数，海维赛德函数伽玛函数

9一元实变函数的微分

9.1极限值，连续性

9.2函数的导数

9.2.1泰勒的函数表达式

9.2.2利用导数求极限

9.2.3极值，拐点

10一元实变函数的积分

10.1不定积分

10.2定积分

10.2.1积分法则

10.2.2广义积分

11多元实变函数的微分

11.1极限值，连续性

11.2导数

11.2.1泰勒的函数表达式

11.2.2极值

12多元实变实函数的积分

12.1含参数的积分

12.2二重积分

12.3广义二重积分

12.4三重积分

12.5变数变换

12.6曲线积分

12.7曲面积分

13曲线的微分几何

13.1平面曲线

13.1.1切线，曲率

13.1.2包络

13.2空间曲线

14空间里的旋转

15曲面的微分几何学

16空间的微分几何

16.1基，度量

16.2曲线坐标

17场的微分与积分

17.1那勃勒算子

17.2通量，环量

17.3积分定理

18复变函数的微分与积分

18.1表示式，复变函数的连续性

18.2导数

18.3积分

19保角映射

20正交函数系

21傅里叶级数

21.1实形展开式

21.2复形展开式

22多项式展开

23积分变换

23.1傅里叶变换

23.2拉普拉斯变换

23.3Z变换

24常微分方程

24.1分类

24.2几何解说

25常微分方程的解法

25.1分离变数法

25.2全微分方程

25.3变数代换法

25.4线性微分方程

25.5常系数线性微分方程

25.6规范基础解系

25.7格林函数

25.8级数求解法

25.9积分方程

26微分方程组

27自伴微分方程

28经典的非初等微分方程

29―阶偏微分方程

30二阶偏微分方程

31偏微分方程的解

31.1波动方程与位势方程的特解

31.2基本解

32变分法

32.1泛函

32.2最优化

32.3线性规划

33线性方程组

33.1梯级形方程组

33.2高斯消去法

33.3超定方程组

33.4检验方阵

34非线性方程

34.1迭代的不动点，收敛阶

34.2特殊的迭代法

34.3非线性方程组

35方阵本征值问题

35.1齐次方阵函数，范式

35.2对称方阵偶

35.3检验方阵

35.4奇异值分解式

36插值法

36.1非周期插值法

36.2周期插值法

36.3利用插值进行积分

37微分方程的数值积分

37.1初值问题

37.2边值问题

Ⅱ 概率论与统计学

38概率论

38.1随机试验与随机事件

38.2随机事件的概率

38.3条件概率

38.4事件的独立性

38.5概率的计算法则

39随机变数与概率分布

39.1随机变数

39.2离散随机变数的概率函数与分布函数

39.3连续随机变数的概率密度与分布函数

39.4概率分布的数字表征

39.4.1随机变数函数的期望值

39.4.2分布的位置参数

39.4.3分布的分散参数

39.5随机变数的随机独立性

39.6随机变数的相关

39.7重要的一些概率分布

40描述统计学

40.1统计学的问题

40.2基本概念

40.3频率与频率分布

40.4经验分布的数字表征

40.4.1位置参数

40.4.2分散参数

40.5经验相关系数

41归纳统计学

41.1抽样

41.2样本函数

41.3统计估计

41.3.1估计函数

41.3.2点估计

41.3.3区间估计

41.4统计假设检验法

41.5两个随机变数的独立性检验

41.6回归

41.6.1基本问题

41.6.2α、β与γ2的估计值

41.6.3βδ2与μ（x）的置信区间

41.6.4关于回归系数的假设检验

41.6.5回归计算实例

38～41 符号

参考文献

B 物理

1物理量与单位

1.1物理量

1.2基本量与基本单位

1.3国际单位制

I 质点与质点系

2运动学

2.1直线运动

2.2圆周运动

2.3等速平移相对运动

2.3.1伽利略变换

2.3.2洛伦茨变换

2.3.3相对论的运动学

2.4直线加速相对运动

2.5旋转相对运动

3力和动量

3.1惯性定律

3.2力的定律

3.2.1重力

3.2.2弹簧力

3.2.3摩擦力

3.3反作用定律

3.3.1弹性变形引起的力

3.3.2两自由体之间的力（“内力”）

3.4等效原理：重力和惯性力

3.5旋转时的惯性力

3.5.1向心力和离心力

3.5.2科氏加速度

3.6转动力矩和平衡

3.7动量矩

3.8动量矩守恒定律

4功和能

4.1加速度功，动能

4.2势能，提升功和应力功

4.3保守力的能量守恒

4.4非保守力的能量定律

4.5相对论的动力学

5振动

5.1简谐运动的运动学

5.2无阻尼的简谐振子（或振荡器）

5.2.1机械简谐振子

5.2.2简谐振子的振动方程和振动能量

5.3自由阻尼振动

5.3.1周期性情况（振动情况）

5.3.2非周期性的极限情况

5.3.3非周期性情况（爬行情况）

5.3.4衰减时间

5.4受迫振动共振

5.4.1共振

5.4.2振子的功率吸收

5.5简谐振动的叠加

5.5.1相同频率的振动

5.5.2不同频率的振动

5.6耦合振子

5.6.1耦合摆

5.6.2N个耦合振子

6粒子系统

6.1质点系统的重心（质量中心）动量和动量矩

6.1.1无外力的重心运动

6.1.2在外力作用下重心的运动

6.1.3质点系统的动量矩

6.2质点系统的能量

6.2.1质点系统中的能量守恒定律

6.2.2质点系统的聚合能

6.3撞击

6.3.1中心弹性撞击

6.3.2非中心弹性撞击

6.3.3非弹性撞击

7刚体动力学

7.1刚体的平移和旋转

7.2旋转能，惯性矩

7.3刚体的动量矩

7.4陀螺

7.5比较平移与旋转

8统计力学――热力学

8.1气体分子运动论

8.2温度标度，气体定律

8.3自由度，均匀分布定理

8.4真实气体，深温度

8.5多粒子系统的能量交换

8.5.1体积功

8.5.2热

8.5.3多粒子系统的能量守恒定律

8.6热力过程的热量

8.6.1比热容及摩尔热容

8.6.2相转变热

8.7理想气体的状态变化

8.8循环过程

8.8.1热力机

8.8.2制冷机与热泵

8.9物理过程的有向过程（熵）

9输运现象

9.1碰撞截面 平均自由程

9.2分子扩散

9.3导热

9.4内摩擦（粘滞）

10水动力学和空气动力学

10.1理想液体的流动

10.2直实液体的流动

Ⅱ 相互作用与场

11引力相互作用

11.1场的概念

11.2行星运动：开普勒定律

11.3牛顿万有引力定律

11.4引力场

11.5在中心场中的卫星轨道

12电的相互作用

12.1电荷，库仑定律

12.2静电场

12.3电势

12.4电荷的量子化

12.5电场中能量的获取

12.6电流

12.7静电场中的导电体，静电感应

12.8导电体的电容

12.9电场中的非导电物质，电极化

13磁的相互作用

13.1静磁场，稳恒磁场

13.2作用在运动电荷上的磁力

13.3通过电流的导线上的磁力

13.4磁场中的材料 磁极化

14时间变化的电磁场

14.1时间变化的磁场：感应

14.2自感应

14.3磁场的能量

14.4时间变化的电场作用

14.5麦克斯韦方程

15电流回路

15.1欧姆定律

15.2直流电路 基尔霍夫定理

15.3交流电路

15.3.1交流功

15.3.2变压器

15.3.3R、L及C组成阻抗

15.4电磁振荡

15.4.1自由的、阻尼的电磁振荡

15.4.2强迫电磁振荡 谐振回路

15.4.3通过反馈的电磁振荡自激

16电荷的输运：导电机制

16.1物质的电结构

16.1.1原子结构

16.1.2固体中电子

16.2金属电导

16.3超导

16.4半导电

16.4.1本征电导

16.4.2杂质电导

16.4.3半导体中霍耳效应

16.4.4PN结

16.5电解电导

16.6气体中电流

16.6.1非自持气体放电

16.6.2自持气体放电

16.6.3等离子体状态

16.7高真空中电导

16.7.1电子发射

16.7.2真空中自由载荷子的运动

17强的和弱的互作用：原子核与基本粒子

17.1原子核

17.2质量亏损，核的结合能

17.3放射性衰变

17.3.1α衰变

17.3.2β衰变

17.4核的人工转变（蜕变）核能的获得

17.5基本粒子

Ⅲ 波及量子

18波的传播

18.1波运动的描述 波方程

18.2弹性波，声波

18.3多普勒效应，陡削波

19电磁波

19.1电磁波的产生与传播

19.2电磁的谱

20电磁辐射与物质的互作用，色散

20.1电磁波在物质中的传播

20.2黑体发射与吸收 普朗克辐射定律

20.3光的量子化，光子

20.4恒稳能量态，光谱学

20.5感应发射，激光

21反射和折射，偏振

21.1反射，折射，全反射

21.2光的偏振

22几何光学

22.1光的图像

22.2成像误差

23干涉与衍射

23.1惠更斯原理

23.2在缝及光栅上夫琅和费衍射

24光学成像的波观点

24.1阿贝显微镜理论

24.2全息摄影

25物质波

25.1粒子波测不准原理

25.2德布罗意关系式

25.3薛定谔方程

25.4电子衍射 电子干涉

25.5电子光学

参考文献

C 化学

1化学计量

1.1化学计量基本定律

1.1.1质量守恒定律

1.1.2定比定律

1.1.3倍比定律

1.2物质的量 阿伏伽德罗常数

1.3摩尔质量

1.4混合相的定量表述

1.4.1质量分数w1

1.4.2摩尔分数x1

1.4.3浓度（或物质的量浓度）C1

1.5化学式

1.6化学方程式

1.7化学计算

1.7.1重量分析

1.7.2容量分析

1.7.3燃烧过程

2原子结构

2.1卢瑟福原子模型

2.2玻尔原子模型

2.3电离能、电子亲和势

2.4量子力学原子模型

2.4.1ψ函数

2.4.2氢原子的薛定锷方程

2.4.3氢轨道的图形

2.4.4多电子体系

2.5能级次序

2.6电子构型的图示

2.7原子核的结构

3元素周期系

3.1周期系的结构

3.2某些性质的周期性

4化学键

4.1原子键

4.1.1路易斯模型

4.1.2分子轨道

4.1.3杂化作用

4.1.4电负性

4.2离子键

4.2.1晶格能

4.2.2波恩―哈伯循环

4.2.3原子半径和离子半径

4.3金属键

4.4范德瓦耳斯键和氢键

5气体

5.1理想气体

5.1.1理想气体状态方程

5.1.2理想气体状态方程的特定形式

5.2真实气体

5.2.1维里方程

5.2.2范德瓦耳斯方程，临界点

6液体

6.1液体的分类

6.2液体的结构

6.3液态水的性质

6.4玻璃

7固体

7.1晶体

7.1.1晶胞

7.1.2晶系

7.2晶体中的键合状态

7.2.1金属晶体的结构

7.2.2离子型晶体的结构

7.2.3共价型晶体

7.2.4由复杂的键型组成的晶体

7.3真实晶体

8化学反应热力学，化学平衡

8.1基础知识

8.1.1热力学体系的分类

8.1.2反应进度

8.2热力学第一定律在化学反应中的应用

8.2.1热力学第一定律

8.2.2反应能

8.2.3反应焓

8.2.4赫斯定律

8.2.5化合物的标准生成焓

8.2.6反应焓与温度和压力的关

系

8.3热力学第二定律与第三定律在化学反应中的应用

8.3.1基础知识

8.3.2反应熵

8.3.3吉布斯自由能与化学势

8.3.4反应吉布斯自由能吉布斯―亥姆霍兹方程

8.3.5相的稳定性

8.4质量作用定律

8.4.1化学平衡

8.4.2均相气体反应

8.4.3不均相反应

8.4.4利用热化学数据计算平衡常数

8.4.5平衡常数和温度的关系

8.4.6最小作用原理

8.4.7耦联平衡

9化学反应速率，反应动力学

9.1反应速率与反应吉布斯自由能

9.2反应速率与反应级数

9.3元反应、反应机理与反应分子数

9.4反应速率与浓度的关系

9.4.1一级反应时间定律

9.4.2二级反应时间定律

9.5反应速率与质量作用定律

9.6反应速率与温度的关系

9.7链反应

9.8爆炸

9.9催化作用

9.9.1基础知识

9.9.2均相催化作用

9.9.3非均相催化作用

9.9.4哈伯－博施法

10溶液中的物质与反应

10.1分散系

10.1.1胶体

10.1.2溶液

10.1.3电解质，电解质溶液

10.2溶液的依数性质

10.2.1蒸气压下降

10.2.2凝固点下降与沸点上升

10.2.3渗透压

10.3气体在液体中的溶解性

10.4溶质在两种溶剂间的分配

10.5作为溶剂的水

10.6水的本征离解，水的离子积

10.7酸与碱

10.7.1阿累尼乌斯与布仑斯惕的定义

10.7.2强弱酸碱

10.7.3pH值

10.7.4强酸及强碱溶液的pH值

10.7.5弱酸及弱碱溶液的pH值

10.7.6盐溶液的pH值

10.8溶度积

10.9水的硬度

11氧化还原反应

11.1氧化值

11.2氧化作用和还原作用，氧化还原反应

11.3氧化还原反应的实例

11.3.1燃烧过程

11.3.2金属在酸中的溶解

11.3.3由金属氧化物的还原反应制备金属

11.4电化学电池中的氧化还原反应

11.5电极电势，电化学电动势序列

11.5.1阳极和阴极的定义

11.5.2利用电极电势计算电化学电池的EMF

11.5.3惰性（不活泼）与非惰性（活泼）金属

11.6电化学腐蚀

11.7由氧化还原反应得到电流

11.8电解，法拉第定律

12主族元素及其化合物

12.0氢

12.1第I主族：碱金属

12.2第Ⅱ主族：碱土金属

12.3第Ⅲ主族：硼族

12.3.1硼

12.3.2铝

12.4第Ⅳ主族：碳族

12.4.1碳

12.4.2硅

12.4.3锗、锡和铅

12.5第V主族：氦族

12.5.1氮

12.5.2磷

12.5.3砷、锑

12.6第Ⅵ主族：硫族

12.6.1氧

12.6.2硫

12.7第Ⅶ主族：卤素

12.7.1氟

12.7.2氯

12.7.3溴与碘

12.8第Ⅷ主族：稀有气体

13有机化合物

13.1有机化学：概述

13.2有机分子的同分异构现象

13.2.1结构异构现象

13.2.2立体异构现象

14碳氢化合物

14.1脂肪烃

14.1.1烷烃CnH2n＋2

14.1.2烯烃CnH2。

14.1.3快烃CnH2n2

14.1.4有两个或多个双键的碳氢化合物

14.2脂环烃

14.3芳香族碳氢化合物

15带有官能团的化合物

15.1脂肪烃的卤代衍生物

15.2醇

15.3醛

15.4酮

15.5羧酸及其衍生物

15.5.1羧酸衍生物

15.5.2氨基羧酸符号

参考文献

D 工程材料

1概论

1.1材料循环

1.2工程材料的分类

2材料结构

2.1固体结构原理

2.2微观结构

2.3材料表面

2.4材料种类

3金属材料的生产

3.1金属材料的生产

3.2金属的分类

3.3钢铁材料

3.3.1铁碳状态图

3.3.2热处理

3.3.3钢

3.3.4铸铁

3.4非铁金属及其合金

3.4.1铝

3.4.2镁

3.4.3钛

3.4.4铜

3.4.5镍

3.4.6锡

3.4.7锌

3.4.8铅

3.5金属玻璃

4无机非金属材料

4.1无机天然材料

4.2碳和石墨

4.3陶瓷材料

4.3.1陶瓷材料的生产

4.3.2硅酸盐陶瓷

4.3.3氧化物陶瓷

4.3.4非氧化物陶瓷

4.4玻璃

4.5玻璃陶瓷

4.6建筑材料

4.6.1胶凝材料

4.6.2水泥

4.6.3混凝土

4.7地表材料

5有机物质，聚合材料

5.1天然有机物质

5.1.1木材和木制品

5.1.2纤维

5.2纸张和纸板

5.3聚合材料的生产

5.4聚合材料的结构

5.5热塑性塑料

5.6热固性塑料

5.7弹性体

6复合材料

6.1颗粒复合材料

6.2纤维复合材料

6.3钢筋混凝土和预应力混凝土

6.4层复合材料

6.5表面处理技术

7工程流体

7.1流变学基础

7.1.1牛顿流体和非牛顿流体

7.1.2粘度和粘度函数

7.2液压流体

7.3润滑材料

8材料载荷

8.1体积载荷

8.2表面载荷

8.3载荷的时变行为

9材料性能和材料特性值

9.1密度

9.2力学性能

9.2.1弹性

9.2.2粘弹性

9.2.3强度和变形

9.2.4蠕变和持久特性

9.2.5疲劳和疲劳强度

9.2.6断裂力学

9.2.7提高强度的措施

9.3热学性能

9.3.1热容和热导率

9.3.2热膨胀

9.3.3熔点

9.4安全系数

9.4.1结构材料的安全系数

9.4.2可燃物质的安全性

9.5电学性质

9.6磁性

9.7光学性能

10材料损伤及材料保护

10.1概述――材料损伤学

10.2断裂

10.2.1过载断裂

10.2.2疲劳断裂

10.2.3热断裂

10.3老化

10.4腐蚀

10.4.1腐蚀的类型

10.4.2腐蚀机制

10.4.3腐蚀防护

10.5材料的生物损伤

10.5.1材料的生物损伤类型

10.5.2材料害虫及损坏形式

10.5.3材料生物损伤的防护

10.6摩擦

10.6.1摩擦状态

10.6.2磨损类型

10.6.3磨损机制

10.6.4磨损防护

10.7损伤分析方法

11材料试验

11.1测试和检验计划

11.2材料的化学分析

11.3微观结构研究方法

11.3.1组织探测

11.3.2表面粗糙度测量技术

11.3.3表面分析方法

11.4实验应力分析

11.4.1应变分析和变形分析

11.4.2应力分析

11.5机械－工艺性能试验法

11.5.1强度试验

11.5.2断裂力学试验

11.5.3硬度试验

11.5.4工艺性能试验

11.6物理试验

11.7无损检验

11.7.1声学方法，超声波检验法

11.7.2电和磁检测法

11.7.3射线照相术和计算机断层照相术

11.8综合试验

11.8.1风化试验

11.8.2腐蚀试验

4.1实物系统

4.1.1采购

4.1.2生产

4.1.3销售

4.2财务系统

4.3社会系统

4.3.1企业的组织形式

4.3.2人事管理

4.3.3员工领导

4.4信息系统

4.4.1企业的信息系统

4.4.2企业外部会计制度

4.4.3企业内部会计制度

参考文献

附1原书目录

附2外国人名译名对照

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