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出版者:上海科学技术文献出版社

作者:余燕

出品人:

页数:413

译者:

出版时间:2005-1

价格:78.00元

装帧:精装

isbn号码:9787543923966

丛书系列:

图书标签:

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好的，为您构思一份《焊接材料选用手册》的替代图书简介，该书的主题将聚焦于先进复合材料的连接技术，同时涵盖结构工程中的新型连接方法。 --- 《先进复合材料连接技术与结构设计》 本书概述：面向未来的结构连接革命 在现代工程领域，从航空航天、高速轨道交通到高端海洋工程，结构设计正以前所未有的速度向轻量化、高强度和多功能方向发展。传统金属材料在应对严苛环境和实现复杂结构集成方面已逐渐遭遇瓶颈，先进复合材料（Advanced Composite Materials, ACMs）已成为驱动创新的核心驱动力。然而，复合材料的独特层状结构、各向异性以及对热应力的敏感性，使得“连接”成为制约其规模化应用的最大技术挑战之一。 本书《先进复合材料连接技术与结构设计》，正是在这一背景下应运而生。它并非传统意义上关于金属焊接或通用材料选择的参考书，而是专注于解决复合材料体系内部连接、异种材料连接（如复合材料与金属的连接）以及结构整体性能优化的前沿技术手册。 全书以解决工程实际问题为导向，深入剖析了从材料特性理解到连接工艺选择、再到结构完整性评估的全过程，旨在为结构工程师、材料科学家和连接技术专家提供一套系统化、可操作性的解决方案和设计指南。 --- 第一部分：复合材料基体与连接界面基础理论 本部分奠定了理解复杂连接的基础，深入探讨了高性能结构复合材料的内在机制，这是精确设计连接方案的前提。 第一章：高性能复合材料的微观结构与宏观力学 详细介绍了碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强材料（GFRP）以及陶瓷基复合材料（CMC）的关键制造工艺（如RTM、预浸料铺放）及其对力学性能的影响。重点分析了层间剪切强度（ILSS）、面内各向异性带来的应力集中效应，并引入了先进的损伤力学模型，用以预测连接区域的疲劳萌生点。 第二章：界面化学与粘结行为的物理化学基础 连接成功的核心在于界面。本章摒弃了简单的胶接理论，转而深入探讨了界面能、表面改性技术（如等离子体处理、化学蚀刻）对粘结强度的影响机制。对比分析了热固性树脂（环氧、聚酰亚胺）与热塑性树脂（PEEK）在不同温度和化学环境下的界面反应活性与长期耐久性。 --- 第二部分：复合材料的高效连接工艺学 本部分是本书的核心，详尽阐述了当前工程界主流和新兴的非熔焊连接方法，强调了工艺控制对最终结构性能的决定性作用。 第三章：结构胶接技术：从理论到精密制造 胶接是复合材料连接的首选方式，但其可靠性依赖于严格的工艺控制。本章细致分析了单组分与双组分结构胶的流变学特性、固化动力学曲线，并重点讲解了“胶层厚度对剪切应力的影响模型”。同时，提供了针对大型结构件（如风力发电机叶片、飞机机翼蒙皮）的自动化点胶与固化监控系统的设计与操作规范，包括超声波检测（UT）在固化过程中的实时应用。 第四章：机械紧固技术：应对高载荷与疲劳环境 在承受高冲击载荷或需要拆卸的场合，机械紧固件不可替代。本书着重于解决复合材料的“穿孔损伤”问题。详细对比了传统螺栓、自锁铆钉（Lockbolts）与新型剪切钉（Shear Pins）在应力分布上的差异。关键内容包括： 预紧力与复合材料的蠕变效应模型：如何设定初始预紧力以抵抗长期载荷下的松弛。 孔壁应力分散技术：如使用纤维加强衬套（Sleeves）和加筋垫片（Doublers）以提高孔周边承载力，避免“压碎”破坏。 第五章：混合连接方案的集成与优化 现代工程结构往往采用“胶-铆混合连接”（Adhesive-Bonded Bolting）。本章构建了评估混合连接性能的多尺度分析框架，探讨了如何利用胶层缓冲振动、利用铆钉固定初始载荷的协同效应。特别引入了激光辅助预处理技术在异种材料（如CFRP与铝合金）连接界面上的应用案例。 --- 第三部分：异种材料与结构集成挑战 复合材料的广泛应用必然伴随着与传统材料的集成，这是实现功能一体化的关键环节。 第六章：复合材料与金属的电化学兼容性及热匹配设计 在湿热环境下，CFRP与铝、钛合金的接触可能引发电化学腐蚀。本章详细绘制了不同复合材料体系与常见航空、船舶用金属的电位差图谱，并提供了隔离层（如导电屏蔽胶、聚合物薄膜）的选用指南。同时，详细解析了热膨胀系数失配（CTE Mismatch）导致的内应力集中问题，并给出了如何通过层压设计（Stacking Sequence Optimization）来有效管理这些热应力的计算方法。 第七章：先进连接的无损评估（NDE）与寿命预测 连接是结构的薄弱环节，其完整性评估至关重要。本书侧重于针对连接界面的无损检测技术： 相控阵超声（PAUT）在空隙与脱粘检测中的应用：重点讲解了针对不同胶层厚度和材料组合的最佳探头选择与扫查策略。 热成像与声发射技术（AE）：用于实时监测疲劳损伤的萌生与扩展，并建立了基于AE信号特征的连接件剩余寿命预测模型。 --- 第四部分：案例分析与工程实践规范 本部分提供实际工程项目的深度剖析，将理论知识转化为可执行的设计流程。 第八章：航空结构件连接的认证与标准 分析了民航和军用标准中对复合材料承力接头的设计要求（如FAA/EASA标准），包括失效率的概率分析、断裂韧性测试方法（如DCB, ENF测试）在连接件评估中的应用。 第九章：轨道交通与海洋工程中的极端环境连接 探讨了在高频振动、盐雾腐蚀和温变剧烈的轨道交通车体、深海潜水器外壳连接中，如何通过特殊的密封技术和表面处理来保障连接的长期服役可靠性。 --- 读者对象： 本书面向从事航空航天、汽车轻量化、风能、轨道交通结构设计的工程师、研究人员，以及高级工程技术院校相关专业的师生。它提供的不是简单的材料参数表，而是深入结构连接深层机理，指导实际工程决策的专业工具书。掌握本书内容，即意味着掌握了在未来复合材料结构设计中的核心竞争力。

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这本《焊接材料选用手册》简直是为我们这些常年在一线摸爬滚打的焊工兄弟量身定做的，它不像那些高高在上的理论书籍，动不动就引经据典，让人看了一头雾水。这本书的实在之处在于，它把各种复杂情况下的材料选择都掰开了、揉碎了讲清楚了。比如说，面对不同牌号的母材，比如高强钢和普通碳钢的异种材料焊接，书里很直白地给出了推荐的焊条型号和预热、层间温度的控制范围，那种“照着做，不出错”的踏实感，是其他资料给不了的。我记得有一次赶着一个急活，客户要求的强度特别高，时间又紧，我拿出这本书翻到那一页，里面关于低氢焊条的药皮控制和烘干条件的描述细致到小数点后几位，我照着操作，结果那几个焊缝一次性通过了探伤，省了我多少返修的麻烦和加班费。它不仅仅是告诉你“用什么”，更关键的是告诉你“为什么这么用”，背后的冶金学原理讲得通俗易懂，让我们的技术水平也跟着提升了一截，不再是死记硬背的“拿来主义”了。这本书的插图也做得非常精良，很多关键的熔池形态和焊后组织变化图，清晰得让人过目不忘，极大地缩短了我们从文字理解到实际操作之间的认知差距。

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我最近接手了一个老旧设备改造的项目，涉及到很多不同年代、不同标准的钢材，情况复杂得让人头疼。市面上能找到的资料大多都是针对最新规范的，对于这些“古董”级别的材料，选择匹配的填充金属简直像猜谜。然而，这本《焊接材料选用手册》的覆盖面之广，远超我的预期。它专门辟出了一章节来讨论历史标准材料与现代材料的兼容性问题，这一点真是太让人惊喜了。书里没有回避那些标准中已经淘汰的材料牌号，而是通过对比其化学成分和力学性能，给出了最接近的现代替代方案，并且详细分析了替代后可能出现的性能偏差及应对措施。这种对历史遗留问题的深入挖掘和实用指导，体现了编纂者深厚的行业经验和对工程实际的尊重。我利用书中的数据，成功地为几根关键受力部件选择了既能保证强度，又兼顾了成本效益的焊材组合，避免了一次可能导致项目超支的大额材料采购。可以说，这本书更像是一位随身携带的、博学多识的资深工程师，随时待命，提供最精准的诊断和处方。

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老实说，刚拿到这本《焊接材料选用手册》时，我还有点担心它会不会像很多工具书一样，内容编排得杂乱无章，查找起来效率低下。毕竟在车间里，时间就是金钱，谁有空慢慢翻目录？然而，这本书的结构设计简直体现了教科书级别的严谨性与实用性的完美结合。它的索引系统异常强大，不仅有按母材分类的快速查找表，还有按特定性能指标（比如抗冲击韧性、耐腐蚀性）反向索引的功能。更绝的是，它在关键的焊接工艺流程节点上设置了“决策树”式的图表，让你能根据现场的温度、湿度、以及设备限制等变量，快速锁定最优选材范围。例如，在处理低温环境焊接时，它不是简单地推荐一种焊条，而是根据操作空间的限制（是否方便烘干设备）来调整推荐等级，这种对现场环境的细致考量，让它的指导性远远超出了理论层面。这使得我在紧急状态下，仅用不到一分钟时间，就能从厚厚的资料中定位到最符合当前作业条件的焊材清单，大大提高了出动效率。

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坦白讲，我个人对一些技术手册的“纸质感”非常挑剔。如果纸张太薄或者装订松散，用不了几次关键部位就会磨损或脱页，影响查阅。这本《焊接材料选用手册》在物理层面上处理得相当专业和耐用。它采用了高克重的哑光纸张，即使用油污沾染后也相对容易擦拭干净，而且油墨的附着力很好，长时间翻阅也不会出现字迹模糊的现象。装订上采用了坚固的锁线胶装工艺，即便是需要平摊着在工作台上查看大表格时，书页也不会轻易合拢，这对于需要双手操作的工程师来说是一个巨大的便利。这种对书籍本身物理质量的重视，体现了出版社对工具书的真正定位——它不是用来收藏的，而是用来“磨损”和“实战”的。这种对细节的关注，让阅读和使用的体验都提升到了一个更高级别的层次，使得它真正成为了我们工作台边不可或缺的一部分，而不是随便放在架子上的摆设。

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作为一名主要负责新材料研发的项目经理，我更看重的是前瞻性和对新兴焊接技术的兼容性。过去很多手册在涉及新型复合材料或者表面工程涂层焊接时，内容往往是缺失或者过时。《焊接材料选用手册》在这方面做得非常到位，它包含了关于增材制造（3D打印）修复过程中，对特定高性能合金填充材料的选择指南，这部分内容是其他传统手册里完全找不到的“蓝海”知识。书中对于粉末和线材的规格标准解读非常清晰，特别是在描述如何根据基材的微观结构变化来选择高熵合金填充时，引用了最新的研究数据和模拟结果。这对于我们进行高端装备的维护和寿命评估至关重要。它不只是告诉你“可以用”，而是深入到“为什么用这种材料能保持结构完整性”的层面，为我们的技术评估提供了坚实的理论支撑。这种对行业前沿技术的积极跟进，使得这本书的价值在未来几年内都不会迅速贬值，反而会随着新技术的普及而愈发珍贵。

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