Multiscale Fatigue Crack Initiation and Propagation of Engineering Materials: Structural Integrity a pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Sih, George C. (EDT)

出品人:

页数:396

译者:

出版时间:

价格:169

装帧:

isbn号码:9781402085192

丛书系列:

图书标签:

• 疲劳裂纹。多尺度。材料力学。结构完整性。微观结构。断裂力学。工程材料。疲劳寿命。数值模拟。失效分析

好的，这是一份针对一本名为《工程材料的多尺度疲劳裂纹萌生与扩展：结构完整性与微观结构适宜性》的假设性著作的详细图书简介，内容完全不涉及原书名所涵盖的主题，且力求专业、详实，避免任何AI写作痕迹。 --- 《先进复合材料的增材制造工艺优化与性能表征：从纤维铺层到最终结构集成》 本书导言 在当代工程领域，对轻质、高强度、功能集成化的材料体系的需求达到了前所未有的高度。先进复合材料，特别是碳纤维增强聚合物（CFRP）和陶瓷基复合材料（CMC），已成为航空航天、高端汽车、风能及生物医学等关键行业的核心支撑。然而，这些材料的性能潜力往往受限于制造工艺的精度和可重复性。本书《先进复合材料的增材制造工艺优化与性能表征：从纤维铺层到最终结构集成》深入探讨了将增材制造（AM，即3D打印）技术应用于复杂几何和梯度功能复合材料制造的前沿挑战与创新解决方案。 本书的结构设计旨在提供一个从基础理论到实际应用的全面框架。我们首先回顾了当前复合材料增材制造的几种主流技术——包括定向能量沉积（DED）、连续纤维增强热塑性塑料沉积（CFFDP）以及激光辅助陶瓷粉末床熔融（LSPM）——并着重分析了这些工艺在纤维对齐、基体固化动力学和界面结合方面的固有缺陷。随后，我们将重点转向如何通过先进的工艺控制策略，如实时传感器反馈、动态温度场调控和多物理场耦合仿真，来精确控制微观结构的形成过程。 第一部分：增材制造工艺的微观尺度控制 本部分的核心在于解析增材制造过程中材料的动态行为。对于纤维增强复合材料，纤维在沉积路径上的取向精度直接决定了宏观力学性能。我们详细阐述了如何利用电磁场辅助或机械引导系统，在热塑性基体冷却固化前，实现纤维的精确对准和有效浸润。特别地，本书提供了关于纤维-基体界面化学粘接强度的定量评估方法，探讨了界面缺陷（如孔隙率、脱粘区域）对疲劳和蠕变性能的累积效应。 在陶瓷基复合材料（CMC）的增材制造方面，我们聚焦于粉末床的均匀性、激光吸收率的精确匹配以及烧结/共晶过程中的体积收缩控制。本书提出了基于机器学习模型的烧结轨迹优化算法，该算法能够根据输入粉末粒径分布和激光功率曲线，预测烧结过程中的残余应力分布，从而有效减少微裂纹的萌生。 第二部分：结构完整性的多尺度表征与无损评估 材料制造的最终目标是确保结构在服役条件下的可靠性。本书的第二部分转向性能表征和评估技术。我们不再局限于传统的宏观拉伸和弯曲测试，而是深入探讨了先进的无损检测（NDT）技术在增材制造复杂结构中的应用。 重点内容包括：高频超声波对内部孔隙率和层间脱粘的层析成像（CT-based Ultrasonic Tomography），X射线微聚焦断层扫描（Micro-CT）在三维纤维网络重构中的应用，以及基于数字图像相关（DIC）技术的局部应变场测量，用于识别制造缺陷导致的应力集中点。 此外，我们引入了“制造损伤容限”（Manufactured Damage Tolerance, MDT）的概念，将增材制造过程中不可避免的微小缺陷（如局部氧化、热梯度导致的微观晶粒尺寸差异）纳入寿命预测模型。本书提供了耦合了这些制造特征的有限元模型，用以模拟复杂载荷下的结构响应，特别是对冲击载荷和热循环载荷的敏感性分析。 第三部分：功能集成化与复杂拓扑设计 增材制造的颠覆性在于其实现复杂几何和功能集成的能力。本书的最后一部分着眼于如何利用AM技术突破传统制造的限制，设计出具有内置传感、热管理或主动减振能力的复合材料结构。 我们详细介绍了拓扑优化在复合材料设计中的应用，特别是结合了仿生学原则的结构设计。例如，如何模仿骨骼或蜂窝结构，设计出最大化特定方向刚度或能量吸收能力的层状纤维路径。此外，我们探讨了在同一结构内实现梯度功能的制造路径，例如，从外部的耐磨陶瓷层平滑过渡到内部的高韧性聚合物基体层。这种无缝连接的制造策略，要求工艺参数在连续的制造轨迹上进行精确、平滑的调整，本书提供了实现此类“软过渡”制造的控制算法与实例验证。 结论与展望 《先进复合材料的增材制造工艺优化与性能表征：从纤维铺层到最终结构集成》的目标读者包括材料科学家、机械与航空航天工程师、增材制造技术研发人员，以及对高性能结构设计感兴趣的研究生。本书不仅提供了当前最前沿的工艺技术细节和性能评估标准，更重要的是，它提供了一个跨越微观结构、制造过程控制和宏观性能验证的统一分析框架，旨在推动先进复合材料在复杂、严苛工程应用中的可靠和高效应用。本书内容聚焦于如何通过精确控制制造过程，释放复合材料在功能集成和结构优化方面的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆