Fatigue Life Analyses of Welded Structures pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley-ISTE

作者:Tom Lassen

出品人:

页数:407

译者:

出版时间:2006-11-03

价格:USD 175.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781905209545

丛书系列:

图书标签:

焊接结构
疲劳寿命
疲劳分析
焊接
结构工程
材料力学
断裂力学
应力分析
耐久性
可靠性

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具体描述

Avoiding or controlling fatigue damage is a major issue in the design and inspection of welded structures subjected to dynamic loading. Life predictions are usually used for safe life analysis, i.e. for verifying that it is very unlikely that fatigue damage will occur during the target service life of a structure. Damage tolerance analysis is used for predicting the behavior of a fatigue crack and for planning of in-service scheduled inspections. It should be a high probability that any cracks appearing are detected and repaired before they become critical. In both safe life analysis and the damage tolerance analysis there may be large uncertainties involved that have to be treated in a logical and consistent manner by stochastic modeling.

This book focuses on fatigue life predictions and damage tolerance analysis of welded joints and is divided into three parts. The first part outlines the common practice used for safe life and damage tolerance analysis with reference to rules and regulations. The second part emphasises stochastic modeling and decision-making under uncertainty, while the final part is devoted to recent advances within fatigue research on welded joints. Industrial examples that are included are mainly dealing with offshore steel structures. Spreadsheets which accompany the book give the reader the possibility for hands-on experience of fatigue life predictions, crack growth analysis and inspection planning. As such, these different areas will be of use to engineers and researchers.

新书推介：结构完整性与耐久性研究新进展书名：结构完整性与耐久性研究新进展 (Advances in Structural Integrity and Durability Studies) 出版信息：机械工程出版社，2024年5月定价：人民币 398.00 元 --- 卓越品质，前沿视野：现代工程结构可靠性分析的权威指南在当代高端制造业、土木工程、航空航天以及能源基础设施领域，结构在服役过程中所承受的复杂载荷与环境因素，对材料的长期稳定性和结构的可靠性提出了前所未有的严峻挑战。传统的基于静态强度的设计方法已逐渐无法满足现代工程对极致安全性和服役寿命的苛刻要求。因此，深入理解材料在实际工况下的损伤累积机制、精确预测结构剩余寿命，以及开发创新的疲劳和断裂控制技术，成为当前结构工程领域的核心课题。《结构完整性与耐久性研究新进展》正是为应对这一时代需求而精心编撰的权威性著作。本书汇集了全球顶尖研究人员在结构健康监测 (SHM)、先进材料的失效物理模型、多尺度断裂力学分析以及智能维护策略等方面的最新理论突破和工程实践成果。本书不仅深入剖析了基础科学原理，更侧重于如何将这些理论转化为可操作的工程工具，从而显著提升关键基础设施和高端装备的可靠性和经济性。核心内容深度解析本书内容覆盖面广，结构严谨，聚焦于当前结构耐久性研究中最具挑战性和创新性的几个关键领域：第一部分：先进材料的本构关系与损伤演化模型 (Constitutive Relations and Damage Evolution Models for Advanced Materials) 本部分奠定了理解结构耐久性的材料基础。它不再局限于线弹性断裂力学，而是深入探讨了在极端温度、高频循环载荷或腐蚀环境下，新型复合材料、增材制造 (AM) 金属以及纳米结构材料的非线性力学行为。非均质材料的宏观等效模型：探讨如何利用连续介质损伤力学 (CDM) 描述纤维增强复合材料（如碳纤维增强聚合物 CFRP）内部基体开裂、纤维/基体脱粘的耦合效应，建立更具预测能力的损伤演化方程。增材制造金属的微观缺陷表征：重点分析增材制造过程中引入的气孔、未熔合区和残余应力对材料疲劳性能的系统性影响。引入基于微观结构特征的概率性断裂模型，以指导AM零件的结构设计。蠕变与疲劳的交互作用：针对高温应用（如燃气轮机叶片、核反应堆部件），详细阐述了“蠕变-疲劳”交互作用下的材料本构描述，包括粘塑性模型与疲劳累积损伤的耦合算法。第二部分：多尺度疲劳分析与寿命预测的数值方法 (Multi-Scale Fatigue Analysis and Numerical Methods for Life Prediction) 准确的寿命预测是结构耐久性工程的核心目标。本部分侧重于数值工具的创新应用，实现了从微观尺度到宏观工程尺度的无缝衔接。晶界与微裂纹萌生：结合分子动力学 (MD) 模拟与有限元分析 (FEA)，研究在循环载荷作用下，晶界滑移和孪晶在微观尺度上如何诱发裂纹萌生。建立微观-介观尺度的疲劳损伤累积映射方法。先进断裂韧性评估：深入讨论了基于数字图像相关 (DIC) 技术的三维裂纹尖端场测量，以及如何利用这些实验数据来校准和优化弹塑性断裂力学 (EPFM) 中的单位扩展能率 (J-integral) 评估流程。随机载荷谱的随机过程分析：针对现实世界中复杂的随机载荷环境（如海洋平台、公路桥梁），引入高斯平稳过程和谱分析方法，建立考虑载荷频率和幅值分布的概率性疲劳寿命模型，如随机过程损伤累积模型。第三部分：结构完整性监测、评估与智能维护 (Structural Integrity Monitoring, Assessment, and Intelligent Maintenance) 本部分将理论研究与工程实际紧密结合，关注如何实时保障结构的安全运行。基于传感器的结构健康监测 (SHM) 技术：详细介绍了压电纳米发电机 (PENGs) 和光纤布拉格光栅 (FBG) 在高频振动和结构应变监测中的应用。重点阐述了如何从海量传感器数据中提取有效的损伤特征信号，并抑制环境噪声干扰。基于概率的剩余寿命评估 (RUL)：发展了贝叶斯网络和卡尔曼滤波在在线状态估计中的应用。通过整合实时监测数据与预先建立的材料退化模型，实现对结构剩余有效寿命的动态、概率性预测。智能维护与剩余寿命优化：探讨了基于风险的检测与维护 (RBI) 策略。通过构建经济学模型，将结构失效概率、修复成本与停机损失进行综合权衡，实现维护决策的最优化，确保结构在满足安全裕度的前提下实现最大化服役价值。目标读者与学术价值《结构完整性与耐久性研究新进展》是结构工程、机械工程、材料科学、土木工程等领域的高年级本科生、研究生以及专业研究人员和工程师的理想参考书。本书的独特价值在于： 1. 理论的深度融合：它成功地将热力学、统计学、随机过程理论与经典的固体力学方法深度融合，为理解复杂失效机制提供了跨学科的视角。 2. 实践的前瞻性：书中大量案例和方法论均源于对航空发动机部件、大型风力发电机叶片、高压管道等前沿工程问题的深入剖析，具有极强的工程指导意义。 3. 工具的可操作性：提供了大量先进算法和数值模型的详细描述，便于读者在主流商业软件（如ABAQUS, ANSYS）的基础上进行二次开发和应用。本书的出版，标志着结构耐久性研究正从传统的经验公式驱动，迈向基于物理机制、数据驱动的智能化设计与管理新时代。它将是每一位致力于提升关键基础设施和高附加值装备可靠性的工程师和学者案头必备的宝贵资源。