Advanced X-ray Techniques in Research And Industries pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Ios Pr Inc

作者:Singh, A. K. (EDT)

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:180

裝幀:HRD

isbn號碼:9781586035372

叢書系列:

圖書標籤:

• X-ray
• Advanced Techniques
• Research
• Industry
• Materials Science
• Non-destructive Testing
• Radiography
• Imaging
• Analysis
• Characterization

好的，這是一份關於一本假設的、與“Advanced X-ray Techniques in Research And Industries”無關的圖書的詳細簡介。為瞭確保內容充實且具有專業深度，我們將聚焦於一個完全不同的領域：《精細化壓力容器設計與失效分析：基於有限元模擬與冶金學視角的深度剖析》。 --- 精細化壓力容器設計與失效分析：基於有限元模擬與冶金學視角的深度剖析 書籍概述 本書是一部麵嚮資深工程師、研發人員以及高校高年級研究生和博士生的專業技術手冊與深度參考資料。它專注於現代壓力容器，特彆是那些服役於極端溫度、高壓環境或腐蝕性介質中的關鍵承壓設備的精細化設計理論、高級建模方法和綜閤性失效診斷技術。全書以嚴謹的工程力學、材料科學及數字化仿真手段為核心支柱，旨在超越傳統規範的簡單應用，深入探討壓力容器在全生命周期中麵臨的復雜物理和化學挑戰。 第一部分：基礎重塑與高級設計理論（約350字） 本部分首先迴顧瞭經典的壓力容器設計規範（如ASME Section VIII、EN 13445等）的基本原理，但重點迅速轉嚮現代工程實踐對這些規範的局限性補充和深化。 1.1 幾何復雜性與應力奇異性處理： 詳細闡述瞭對於帶有復雜開孔、焊縫加強環或多端口連接的非對稱結構，如何精確計算應力集中係數（Kt）。引入瞭基於局部網格細化和高階單元的邊界積分方法在處理尖銳幾何特徵處應力奇異性時的應用，並比較瞭其與傳統經驗公式的偏差和適用範圍。 1.2 材料本構關係的精確選擇與標定： 討論瞭在高溫高壓下（如超臨界流體環境）金屬材料的非綫性行為。深入分析瞭粘塑性模型（如Bailey-Norton模型、Chaboche後處理模型）在蠕變和應變硬化預測中的適用性。特彆關注瞭鎳基高溫閤金和高強度鋼在交變載荷下的低周疲勞（LCF）與高周疲勞（HCF）的耦閤預測。 1.3 載荷工況的綜閤評估： 超越靜態壓力和溫度，本章係統梳理瞭瞬態熱衝擊、風振載荷（針對塔器）以及操作過程中可能發生的液體錘擊（Water Hammer）載荷的量化評估方法，強調瞭時程分析（Time-History Analysis）在動態載荷評估中的必要性。 第二部分：先進有限元模擬與數字化孿生技術（約450字） 本部分是全書的核心，聚焦於如何利用現代計算工具對壓力容器進行高保真度的模擬，並引入瞭預測性維護的理念。 2.1 高保真網格劃分與接觸模擬： 探討瞭壓力容器中復雜的連接結構（如法蘭連接、包覆式焊縫）的網格策略。重點分析瞭多物理場耦閤分析（FSI，流固耦閤）中，如何準確模擬高壓流體對結構動態響應的影響。對於法蘭連接，詳細介紹瞭螺栓預緊力對密封性能和接頭應力分布的非綫性影響，並給齣瞭推薦的接觸單元類型和求解器設置。 2.2 蠕變與疲勞的耦閤分析（Creep-Fatigue Interaction, CFI）： 闡述瞭如何將時間依賴性的材料模型與循環載荷分析相結閤。介紹瞭等效時程法（Equivalent Time-Step Approach）和損傷纍積模型（如Miner’s Rule的修正版本）在預測CFI壽命中的應用。通過具體案例展示瞭如何識彆容器內部“熱點”區域的疲勞加速機製。 2.3 製造過程的模擬與殘餘應力評估： 壓力容器的性能極大地依賴於製造過程，特彆是焊接。本章深入探討瞭熱機械耦閤焊接模擬，包括冷卻速率、相變、以及由此産生的殘餘應力場的精確預測。針對厚壁容器的深孔鑽削和管道彎麯過程中的塑性變形，提供瞭矯正和補償的有限元指導。 2.4 實時監測數據與數字孿生的集成： 討論瞭如何將結構健康監測（SHM）係統中采集的應變、溫度數據，通過卡爾曼濾波或粒子濾波算法，反嚮校準和修正FE模型中的材料參數和載荷輸入，實現壓力容器的“數字孿生”，為預測其剩餘壽命提供實時依據。 第三部分：材料失效機製的冶金學診斷（約400字） 設計上的安全裕度必須由材料的可靠性來支撐。本部分將工程實踐與微觀冶金學緊密結閤。 3.1 氫緻開裂與應力腐蝕開裂（SCC）的微觀機製： 詳述瞭高強度鋼在特定介質（如含H₂S或氯離子環境）中發生的延遲斷裂現象。從氫原子在晶格中的擴散路徑、位錯運動的抑製作用，到應力場對臨界氫濃度的影響，提供瞭判斷高、中、低應力SCC風險的判據。 3.2 高溫氧化、滲碳與熱機械疲勞（TMF）： 分析瞭在復雜熱循環下，材料錶麵發生的化學侵蝕與機械損傷的協同作用。對比瞭氣體環境（如滲碳/滲氮）對材料錶麵硬度、韌性和抗蠕變性能的綜閤影響。特彆強調瞭TMF循環中，由於內外錶麵溫差和不同氧化速率導緻的塑性不匹配引發的損傷。 3.3 斷裂韌性評估與斷口分析： 詳細介紹瞭小樣本斷裂韌性測試（如C(T)試樣）在厚壁結構評估中的應用。提供瞭基於J積分和裂紋尖端張開位移（CTOD）評估失效率的精確方法。對於已發生失效的容器，係統性地展示瞭如何利用掃描電子顯微鏡（SEM）結閤能譜分析（EDS）對斷口形貌進行分類和歸因（如疲勞核、蠕變斷口、脆性斷裂麵的識彆）。 第四部分：規範外的優化與前沿技術展望（約300字） 本部分展望瞭壓力容器工程的未來方嚮，側重於輕量化、可靠性和增材製造（AM）技術的應用。 4.1 拓撲優化與輕量化設計： 介紹如何將拓撲優化算法集成到壓力容器支架和殼體結構中，在保證等效承載能力的前提下，實現材料用量的最優化。討論瞭在優化過程中如何約束最小壁厚要求、製造可行性（可加工性）以及避免局部應力集中。 4.2 增材製造壓力部件的特殊考量： 探討瞭選區激光熔化（SLM）和定嚮能量沉積（DED）技術在製造復雜幾何部件和修復現有部件中的潛力。重點分析瞭AM過程中金屬粉末的球化、層間結閤強度以及未熔閤缺陷對疲勞性能的負麵影響，並提齣瞭相應的無損檢測（NDT）方案。 4.3 實時監測與智能維護的融閤： 展望瞭基於分布式光縴傳感（DTS）和壓電傳感陣列技術，對高風險區域進行全場應變監測的可能性，使維護決策從基於時間的計劃性維護，徹底轉嚮基於狀態的預測性維護。 --- 目標讀者： 壓力容器設計院所的結構工程師、石油化工和核能領域的設備完整性工程師、材料科學傢、以及緻力於高級工程力學分析的研究人員。 本書價值： 本書提供瞭一套從微觀材料性能到宏觀結構響應，從規範設計到前沿模擬的完整工具鏈，幫助讀者解決實際工程中最棘手、最精細化的壓力容器設計與失效難題。

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