Design and Analysis of ASME Boiler & Pressure Vessel Components in the Creep Range pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Jawad, Maan H./ Jetter, Robert I.

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2009-4

价格:$ 101.70

装帧:

isbn号码:9780791802847

丛书系列:

图书标签:

• ASME
• Boiler
• Pressure Vessel
• Creep
• Design
• Analysis
• Mechanical Engineering
• Materials Science
• Engineering Mechanics
• High Temperature
• Component Design

严谨与创新的融合：先进材料与结构设计的前沿探索 本书汇聚了材料科学、力学工程以及先进制造技术等多个领域的顶尖研究成果，旨在为工程师、研究人员和学生提供一个全面而深入的视角，以应对现代工业在极端工况下面临的严峻挑战。本书并非仅仅关注单一学科，而是致力于构建一个跨学科的知识体系，强调理论基础与实际应用的紧密结合，特别是在高强度、高性能材料的设计与分析方面，为读者提供了前所未有的深度和广度。 核心主题与内容构成： 本书的结构设计精心考虑了知识的连贯性和逻辑递进性，从基础理论出发，逐步深入到复杂应用和前沿研究。 第一部分：先进材料的特性与行为 高性能合金的微观结构与宏观性能: 深入探讨了镍基高温合金、钛合金、陶瓷基复合材料等在高温、高压、腐蚀性环境下的微观结构演变机制。内容涵盖晶界行为、位错滑移、相变、析出物形成与演化等，并详细阐述这些微观现象如何直接影响材料的宏观力学性能，如屈服强度、断裂韧性、疲劳寿命和蠕变速率。本书将介绍最新的表征技术，如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）以及原子探针层析成像（APT），并分析如何利用这些技术来理解材料内部的细微变化。 高温下的本构模型与失效机制: 详细介绍了描述材料在高温下非弹性行为的各类本构模型。这包括经典的蠕变本构模型（如Norton模型、Garofalo模型），以及更先进的损伤力学模型和塑性-蠕变耦合模型。本书将重点关注材料在高温下的蠕变、应力松弛、疲劳裂纹扩展以及高温断裂等失效模式。通过详细的数学推导和算例分析，读者将能理解不同模型在描述特定材料和工况下的适用性与局限性。同时，对于高温下的氧化、腐蚀等化学-力学耦合行为，本书也进行了深入的探讨，并提供了相应的评估方法。 新材料的开发与应用前景: 关注了近年来在材料科学领域取得突破性进展的新型材料，如高温陶瓷、形状记忆合金、金属间化合物以及先进复合材料。本书将分析这些材料独特的性能优势，例如优异的高温强度、耐腐蚀性、轻质高强等，并探讨它们在航空航天、能源、化工等领域的潜在应用。对于新材料的制备工艺，如粉末冶金、增材制造（3D打印）等，以及这些工艺如何影响材料的微观结构和宏观性能，也将进行细致的讨论。 第二部分：先进结构的设计与分析方法 有限元分析（FEA）在高温力学中的应用: 详细讲解了如何利用有限元方法来模拟和预测结构在高温下的力学行为。内容包括高温材料的本构模型在FEA中的实现、蠕变分析的算法（如稳态分析、瞬态分析）、疲劳寿命预测以及损伤累积的评估。本书将提供详细的FEA建模技巧，包括网格划分策略、边界条件设置、载荷施加方式以及结果的后处理与验证。特别强调了在高温环境下，由于材料性能随温度变化的复杂性，如何选择合适的单元类型和分析步长来保证计算精度。 高温结构的可靠性与寿命评估: 关注了在实际工程应用中，高温结构的设计可靠性和剩余寿命的评估。本书将介绍基于概率的可靠性分析方法，包括蒙特卡洛模拟、可靠性灵敏度分析等，以量化不确定性因素（如材料性能偏差、载荷波动、环境变化）对结构可靠性的影响。此外，还将深入探讨基于损伤累积的结构寿命预测模型，如Miner法则的改进型以及基于断裂力学的寿命评估方法。对于服役中的高温结构，本书将介绍非损伤性检测（NDT）技术，如超声波检测、射线检测、涡流检测等，以及如何结合检测结果来评估结构健康状况和预测剩余寿命。 增材制造（3D打印）在高复杂结构设计中的潜力: 探讨了增材制造技术在高复杂结构设计和制造中的革命性影响。本书将分析3D打印在高温合金、陶瓷等难加工材料方面的应用，以及其如何实现传统制造方法难以实现的复杂几何形状，例如内部冷却通道、拓扑优化结构等。重点关注3D打印过程中可能出现的工艺缺陷（如气孔、裂纹、层间结合不良）及其对材料性能和结构可靠性的影响，并介绍相应的质量控制和后处理技术。 第三部分：特定工业领域的应用与挑战 航空发动机高温部件的设计与制造: 深入分析了航空发动机中涡轮叶片、燃烧室衬套等关键高温部件的设计挑战。内容将涵盖这些部件所承受的极端载荷（高温、高压、高速旋转、热冲击）以及材料选择、结构优化、热障涂层（TBCs）的应用等方面。本书将引用大量工程实例，展示如何在有限的空间和严格的重量限制下，通过先进的设计与分析方法来确保这些部件在严苛工况下的安全可靠运行。 核反应堆压力容器与管道的安全性: 聚焦于核电站中的压力容器和管道系统，重点讨论在高温、高压、辐射等复杂环境下，材料的蠕变、疲劳、韧性退化以及辐照脆化等问题。本书将详细介绍相关的设计规范和安全标准，以及如何通过先进的数值模拟和试验验证来确保这些关键设备的长期安全运行。内容将涵盖焊接接头的评估、应力腐蚀裂纹（SCC）的防治以及定期检验与维护的策略。 化工与能源行业高温设备的设计考量: 探讨了在炼油、石油化工、电力等行业中，各种高温高压设备（如反应器、换热器、锅炉）的设计与分析。重点关注腐蚀、磨损、热应力以及材料在长期高温服役下的性能衰减。本书将介绍针对不同介质和工况下的材料选型原则，以及如何通过结构优化和先进的监测技术来提高设备的安全性和使用寿命。 读者收益与本书特色： 本书的编写团队由在材料科学、机械工程、应用力学等领域享有盛誉的专家组成，他们将各自的深厚学识和丰富的实践经验倾注其中。本书最大的特色在于其高度的综合性和前瞻性。它不仅提供了扎实的理论基础，更通过大量的案例分析和工程实践，将理论知识转化为可操作的设计和分析工具。 为工程师提供解决实际问题的能力: 通过对各类高温材料行为的深入解读和先进设计分析方法的详细介绍，本书能够帮助工程师更好地理解材料在极端条件下的性能表现，从而做出更优化的设计决策，有效规避潜在的设计风险，提高结构的可靠性和使用寿命。 为研究人员提供创新的思路与方向: 本书对前沿材料、新兴制造技术以及复杂数值模拟方法的探讨，将为相关领域的研究人员提供新的研究思路和灵感，推动材料科学与工程领域的进一步发展。 为学生提供系统全面的学习资源: 本书的逻辑清晰、内容详实，适合作为高等院校相关专业学生的教材或参考书，帮助他们建立起对高温材料与结构设计领域的系统认知。 本书的语言严谨但不失可读性，图表丰富，公式推导清晰，旨在成为该领域内一本不可或缺的参考著作，为推动高性能材料在极端工况下的应用提供坚实的技术支撑。

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