FATIGUE AND FRACTURE MECHANICS 35TH VOL pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9780803134065

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• Fatigue
• Fracture mechanics
• Materials science
• Engineering
• Mechanical engineering
• Structural integrity
• Damage tolerance
• Failure analysis
• Testing
• Modeling

材料科学前沿：疲劳与断裂力学 35 卷 本书聚焦于材料科学与工程领域的核心挑战——材料在循环载荷下的性能演变及其失效机制。本卷汇集了来自全球顶尖研究机构和工业界的最新研究成果，深入探讨了疲劳、断裂、蠕变、损伤容限设计等关键议题的前沿进展。 第一部分：先进材料的疲劳行为与微观机制 本部分着重于新型功能材料和高性能工程合金在复杂应力状态下的疲劳响应。我们探讨了增材制造（AM）金属部件中特有的微观结构缺陷（如未熔合区、孔隙率）如何成为疲劳裂纹萌生的起点，并分析了后处理工艺（如热等静压——HIP）对改善疲劳性能的量化效果。 高熵合金（HEAs）的疲劳特性： 深入研究了不同晶体结构（FCC, BCC, HCP）的高熵合金在超高周疲劳（HCF）和高周疲劳（LCF）下的应力-寿命（S-N）曲线演变规律。重点剖析了多主元效应如何影响位错运动、层错能的局部波动，以及这对裂纹的偏转与加速机制的影响。 陶瓷基复合材料（CMCs）的疲劳断裂： 探讨了在极端温度环境下，CMC材料中纤维-基体界面性能退化对整体疲劳寿命的决定性作用。分析了动态湿热老化对界面粘结强度的影响模型，以及如何通过优化涂层设计来提高裂纹桥接效率。 增材制造材料的残余应力与疲劳： 详细介绍了利用原位监测技术（如同步辐射X射线衍射）对激光熔融过程中产生的复杂残余应力场进行三维重构的方法。建立了描述残余应力梯度与疲劳裂纹扩展速率之间关系的耦合模型。 第二部分：断裂力学与损伤演化模型 本部分深入探讨了从宏观裂纹扩展到材料内部损伤累积的理论框架与实验验证。核心内容包括对新型断裂韧性评价方法的探索以及对多尺度损伤模型的改进。 非线性断裂力学在新材料中的应用： 讨论了在强非线性弹性、塑性或粘弹性响应下，传统基于应力强度因子（K）或J积分的评估方法的局限性。引入了等效连续介质损伤模型（CDM）和内聚力模型（Cohesive Zone Models, CZM）在预测界面断裂和分层问题中的最新进展。 疲劳裂纹的闭合现象（Crack Closure）： 全面回顾了与裂纹闭合相关的经验模型（如Newman模型）和基于物理机制的模型。重点展示了在不同载荷历史（如低周疲劳与高周疲劳交变）下，压缩应力区域的演变对有效应力范围的影响，特别是在含有表面粗糙度的疲劳裂纹中。 蠕变断裂与时间依赖性损伤： 探讨了在高温服役条件下，材料蠕变和疲劳的相互作用（Creep-Fatigue Interaction, CFI）。引入了基于等效椭圆孔或缺陷扩展的能量密度方法，用于预测长期暴露在高温蠕变应力下的结构剩余寿命。 第三部分：结构健康监测与寿命预测 本部分关注如何将基础研究成果转化为实际的工程应用，特别是关于结构寿命的精确评估和实时监测技术。 基于机器学习的疲劳寿命预测： 介绍了如何利用深度学习（如卷积神经网络 CNN 或循环神经网络 RNN）处理大规模的疲劳测试数据和无损检测（NDT）信号。建立了能够自动识别材料、载荷谱和初始缺陷特征，并输出概率性寿命预测结果的智能系统框架。 无损评估（NDE）在疲劳检测中的集成： 详细评估了超声波、声发射（AE）和涡流检测（Eddy Current Testing, ECT）技术在疲劳裂纹萌生早期检测中的灵敏度和定位精度。特别强调了如何将这些检测数据直接输入到损伤容限分析（Damage Tolerance Analysis）流程中，实现“检测驱动的维修决策”。 服役载荷谱的表征与修正： 探讨了如何利用飞行记录器或传感器获取的真实环境数据，修正实验室标准测试中使用的理想载荷谱。引入了基于帕累托最优和风险矩阵的载荷谱缩减方法，以在保证安全裕度的前提下，提高寿命预测的效率和真实性。 第四部分：新型设计理念与先进制造的影响 本卷的最后一部分着眼于未来的设计哲学，即如何通过优化制造过程来根本性地提高材料的抗疲劳性能。 拓扑优化与抗疲劳设计： 研究了如何将疲劳寿命作为约束条件集成到增材制造拓扑优化算法中。目标是生成既满足强度要求，又能有效避免应力集中点和高梯度区域的轻量化结构。 表面工程对疲劳的强化机制： 深入分析了滚光、喷丸强化（Shot Peening）和渗碳/渗氮等表面处理技术在引入表面压应力方面的效果。量化了不同工艺参数（如喷丸速度、覆盖率）对疲劳性能提升的饱和点和深度依赖性。 极端环境下的疲劳与腐蚀： 针对海洋工程、核能和航空航天等领域，讨论了应力腐蚀开裂（SCC）和腐蚀疲劳的耦合效应。展示了电化学模型与裂纹扩展模型相结合，预测在复杂电解质环境中结构失效概率的最新方法。 本书面向结构工程师、材料科学家、研究人员及相关工业界的专业技术人员，为理解和解决现代工程结构中的疲劳与断裂问题提供了全面而深入的参考。

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