Welding: Principles & Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Thomson Learning

作者:Jeffus, Larry

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:137.95

装帧:HRD

isbn号码:9781401829353

丛书系列:

图书标签:

• Welding
• Welding Technology
• Welding Processes
• Metal Joining
• Fabrication
• Manufacturing
• Engineering
• Materials Science
• Industrial Technology
• Vocational Training

冶金与材料科学前沿：结构完整性与先进连接技术 图书名称：冶金与材料科学前沿：结构完整性与先进连接技术 (Frontiers in Metallurgy and Materials Science: Structural Integrity and Advanced Joining Technologies) 图书简介： 本书旨在为冶金工程师、材料科学家、结构设计人员以及从事先进制造和连接工艺的研究人员，提供一个全面而深入的视角，探讨当代材料科学在应对极端载荷、复杂环境以及追求更高结构效率方面所面临的核心挑战与突破性进展。本书聚焦于材料的微观结构演变、宏观性能的预测与控制，以及如何通过创新的连接技术确保复杂系统的长期服役可靠性。 第一部分：基础材料科学与结构完整性理论 本部分首先回顾了金属材料在热力学驱动下的相变行为，重点分析了晶界工程和第二相粒子弥散强化对材料塑性、蠕变和断裂韧性的深远影响。我们不再仅仅满足于描述材料的宏观力学性能，而是深入到原子尺度，探讨位错动力学、孪晶的形成与迁移机制，以及这些微观过程如何影响材料在高周疲劳和超低周疲劳下的寿命预测。 晶体塑性与本构关系： 详细阐述了晶体塑性有限元（CPFEM）方法的最新发展，如何精确模拟多晶体材料在复杂应力状态下的各向异性变形。内容涵盖了从单晶到多晶体尺度映射的策略，以及如何将微观应力状态与宏观屈服准则（如Hill'48、Barlat'Z'准则的修正版）进行有效耦合。特别关注了高熵合金（HEAs）和先进钢种（如先进高强度钢，AHSS）的非线性本构模型的建立与验证，强调了温度、应变率对材料流动应力的显著影响。 断裂力学与损伤演化： 深入探讨了弹塑性断裂力学的最新进展，超越传统的应力强度因子概念。重点介绍了基于能量的断裂判据，如内聚力模型（Cohesive Zone Models, CZM）在模拟裂纹萌生与扩展中的应用，尤其是在异种材料界面。损伤力学方面，本书详细分析了孔隙成核、生长和聚合并导致宏观断裂的过程，引入了基于微观力学（如Gurson-Tvergaard-Needleman, GTN 模型）的损伤演化方程，并结合同步辐射X射线断层扫描（Synchrotron X-ray Tomography）技术，对材料内部损伤的实时、三维监测方法进行了深入探讨。 极端环境下的材料行为： 鉴于航空航天、核能和深海工程对材料性能的严苛要求，本书设立专题讨论了材料在极端载荷条件下的响应。这包括高温下的蠕变与氧化协同损伤、辐照对晶体结构的影响（如辐照诱发钉扎效应和相分离）、以及在氢脆和应力腐蚀开裂（SCC）环境下的敏感性。分析了通过优化合金成分和热处理工艺来提高材料抗辐照损伤能力和抗氢扩散性能的策略。 第二部分：先进连接技术与界面工程 本部分完全侧重于实现结构功能化和提高系统可靠性的现代连接技术，特别是那些能够有效处理异种材料、薄壁结构和功能梯度材料（FGMs）连接的创新方法。 固态连接工艺的突破： 详尽阐述了搅拌摩擦焊（FSW）及其衍生技术（如R-FSW, FSSW）在铝、镁合金以及钛合金连接中的应用优化。重点分析了搅拌头与工件之间的热机耦合机理，以及如何通过控制工具几何形状和转速/行走速度比来调控焊接接头中的再结晶组织和残余应力分布。此外，对扩散连接（DB）在精密陶瓷与金属连接中的应用进行了深入剖析，包括活性钎料连接（Brazing）的润湿性机理和中间层材料的选择。 高能束连接技术的高级控制： 激光深熔焊（LBW）和电子束焊（EBW）的讨论侧重于过程稳定性与质量控制。详细分析了等离子体射流、熔池的液态金属流动不稳定性（如关键热输入下的气孔和裂纹的形成），并介绍了实时反馈控制系统（如基于光电二极管监测的熔池亮度反馈）对提高焊缝成型质量和深宽比的有效性。对于电子束焊，重点讨论了真空环境对焊接残余应力和变形的影响。 异种材料的界面控制： 鉴于现代结构中轻质材料与传统高强度钢的集成需求，本部分深入研究了如何成功连接具有巨大热膨胀系数差异的材料（如铝/钢、碳纤维增强复合材料/金属）。讨论了过渡层（Interlayers）的设计原则，包括使用梯度材料层来缓和应力梯度，以及通过爆轰/爆炸连接技术实现原子级键合的界面特性。 增材制造（AM）中的连接问题： 探讨了增材制造过程本身就是一种特殊的连接过程（逐层熔化与凝固）。本书以选择性激光熔化（SLM）和定向能量沉积（D-EBD）为例，分析了高冷却速率导致的枝晶细化、偏析以及热影响区（HAZ）的非传统组织形成，以及这些微观结构如何直接影响最终部件的疲劳性能和宏观几何精度。特别关注了后处理热处理（Post-build Heat Treatment）在消除残余应力和优化微观结构中的关键作用。 第三部分：无损评估与结构服役监测 为确保连接和结构材料的可靠性，本书最后一部分专注于先进的无损检测（NDT）和结构健康监测（SHM）技术。 先进无损检测技术： 详细介绍了超声相控阵（PAUT）技术在复杂几何焊缝中的应用，如何通过多角度聚焦来提高缺陷检出率和定位精度。对低频超声波检测在检测多孔结构和高阻尼材料中的局限性进行了讨论，并引入了超声导波（Guided Waves）技术在长距离管道和薄板结构中的快速检测潜力。电磁声换能器（EMAT）因其无需耦合剂的特性，在高温和真空环境下的应用前景被着重分析。 结构健康监测（SHM）与寿命预测： 讨论了如何将压电材料或光纤传感器集成到结构中，实时监测应变场、声发射事件和早期裂纹扩展。重点介绍了基于机器学习和深度学习的传感器数据分析方法，用于识别异常模式和预测剩余使用寿命（RUL）。这部分内容强调了从实时数据到材料失效机制的跨尺度信息传递与决策支持系统的构建。 本书内容结构严谨，理论与实践并重，通过大量案例分析和最新的研究数据，为工程师和科研人员提供了一个理解和掌握当代材料科学与连接技术复杂性的权威参考。它不仅涵盖了基础原理，更着眼于如何利用前沿技术解决工程中的实际难题，提升结构系统的整体性能和可靠性。

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