Advances in Damage Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Voyiadjis, George Z./ Kattan, Peter Issa

出品人:

页数:740

译者:

出版时间:2006-8

价格:$ 350.30

装帧:HRD

isbn号码:9780080446882

丛书系列:

图书标签:

• Damage Mechanics
• Fracture Mechanics
• Materials Science
• Solid Mechanics
• Engineering Mechanics
• Structural Integrity
• Failure Analysis
• Computational Mechanics
• Mechanical Behavior
• Materials Engineering

好的，以下是一份围绕“材料失效与结构完整性”主题的详细图书简介，该书并非您提到的《Advances in Damage Mechanics》，旨在深入探讨材料失效的物理机制、预测模型以及先进的评估技术。 --- 图书名称：《材料失效的物理机制、预测模型与先进评估技术：面向结构完整性的多尺度方法》 图书简介 本书旨在为材料科学家、结构工程师以及从事先进工程材料研发的专业人士提供一个全面而深入的视角，聚焦于材料失效过程的物理机制、可靠的预测模型构建，以及在复杂载荷条件下结构完整性的前沿评估技术。随着现代工程对材料性能和结构可靠性要求的不断提高，理解和量化从微观到宏观尺度的材料损伤累积与最终断裂行为，已成为保障高安全性、高可靠性工程系统的核心。 本书系统性地整合了材料科学、断裂力学、计算建模和实验表征等多个学科的最新研究成果，旨在搭建一座连接基础科学理解与工程应用实践的桥梁。全书内容结构严谨，逻辑清晰，从材料失效的基础理论出发，逐步深入到特定材料体系的复杂失效模式和前沿的无损评估技术。 第一部分：材料失效的物理基础与多尺度建模 本部分致力于剖析材料从初始损伤到宏观断裂的全过程所涉及的微观物理机制。我们首先回顾了经典的断裂力学理论，如格里菲斯理论和派里斯-欧文理论，并引入了能量释放率与应力强度因子在裂纹扩展分析中的核心作用。 随后，重点转向微观层面的损伤演化。我们详细探讨了金属材料中的空洞形成、聚集与连接（Void Growth and Coalescence, VGC），并引入了Gurson-Tverlin模型及其改进形式，用以精确描述塑性损伤过程。对于陶瓷和复合材料，本书深入分析了微裂纹的萌生与扩展机制，包括界面脱粘、基体裂纹偏转与分支等关键物理事件。 在建模方面，本书强调了多尺度方法的必要性。我们详细介绍了如何利用分子动力学（MD）模拟来捕捉原子尺度的键合断裂和位错运动对材料强度的影响，并讨论了如何将这些微观信息通过尺度传递（Scale Transfer）机制，输入到晶体塑性有限元（CPFE）模型中，以更准确地预测晶体材料在复杂应力状态下的塑性变形和损伤累积。此外，对连续介质损伤力学（Continuum Damage Mechanics, CDM）的经典框架进行了更新，引入了基于相场（Phase-Field）的损伤演化方程，用以避免传统CDM中固有的裂纹路径依赖性问题，从而实现对裂纹无网格化扩展的精确模拟。 第二部分：复杂载荷与环境下的失效行为 现代工程结构往往面临远超静态拉伸的复杂工况。本部分聚焦于动态载荷、疲劳、蠕变以及多场耦合作用下的材料失效。 疲劳寿命预测： 疲劳作为结构失效的主要原因之一，是本书的重点。我们不仅涵盖了基于应力-应变（S-N）曲线和断裂力学（C-M）方法的传统疲劳评估，更深入探讨了高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的微观本构关系。特别地，本书引入了基于裂纹闭合效应（Crack Closure Effects）的有效应力范围概念，并结合概率疲劳模型（如Weibull模型）来处理材料性能的随机性。对于累积损伤的评估，我们详细介绍了Miner线性累积损伤法则的局限性，并探讨了更先进的非线性累积损伤模型，例如基于能量耗散率的模型。 蠕变与高温失效： 在高温应用中，蠕变行为是决定长期服役可靠性的关键。本书系统阐述了Norton定律、Bailey-Norton定律等经典蠕变本构关系，并结合蠕变断裂的微观机理（如扩散蠕变、位错蠕变）进行深入分析。针对镍基高温合金等关键材料，我们引入了基于“等效平衡时间”的蠕变寿命预测方法，并讨论了蠕变-疲劳交互作用（Creep-Fatigue Interaction, CFI）的评估准则。 环境协同作用： 腐蚀疲劳（Corrosion Fatigue）和应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking, SCC）是影响化工、海洋和核能结构寿命的重要因素。本书分析了电化学过程、环境介质吸附与表面损伤之间的耦合机制，并提出了一种耦合腐蚀速率与裂纹扩展速率的耦合模型，用以预测在特定电化学环境中裂纹的加速扩展行为。 第三部分：先进的损伤评估与无损检测技术 准确地监测和评估结构中损伤的实时状态，是实现结构健康监测（SHM）和预测性维护的基础。本部分侧重于先进的实验技术和计算反演方法。 实验表征技术： 介绍了几种用于捕捉动态失效过程的高速实验技术。聚焦于同步辐射成像（Synchrotron Imaging）和X射线计算机断层扫描（X-ray CT）在三维空间内定量化孔隙、裂纹等损伤特征的强大能力。详细阐述了数字图像相关（Digital Image Correlation, DIC）技术在宏观和微观尺度上测量应变场和位移场的应用，特别是在识别材料局部化应变集中区域的应用。 声发射（AE）与导波技术： 在结构健康监测领域，本书详细介绍了声发射技术的原理及其在裂纹萌生和扩展过程中的信号特征分析。我们探讨了如何利用波的传播理论，结合先进的信号处理方法（如小波分析、模式识别），实现对损伤源的定位和类型判别。同时，针对大型构件的早期损伤检测，本书引入了导波（Guided Waves）在结构中传播的特性，并讨论了基于导波衰减和散射特征的损伤程度量化方法。 计算反演与寿命预测： 最后，本书探讨了如何将实验数据和模拟模型相结合，实现结构剩余寿命的可靠预测。这包括基于残余强度退化模型的寿命估计，以及利用机器学习（Machine Learning）和深度学习（Deep Learning）技术，对复杂的疲劳和蠕变历史进行特征提取和寿命预测的最新探索。 目标读者： 本书面向高等院校的研究生、博士后研究人员、材料研发工程师、结构设计与评估工程师，以及所有对深入理解材料失效科学感兴趣的专业人士。它不仅是理论研究的参考资料，更是指导复杂工程系统可靠性提升的实用工具书。通过阅读本书，读者将获得一个集成化的、跨尺度的失效分析框架，为设计出更安全、更耐久的工程结构提供坚实的科学基础。

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