Design and Analysis of ASME Boiler & Pressure Vessel Components in the Creep Range pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Jawad, Maan H./ Jetter, Robert I.

出品人:

頁數:240

译者:

出版時間:2009-4

價格:$ 101.70

裝幀:

isbn號碼:9780791802847

叢書系列:

圖書標籤:

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

嚴謹與創新的融閤：先進材料與結構設計的前沿探索 本書匯聚瞭材料科學、力學工程以及先進製造技術等多個領域的頂尖研究成果，旨在為工程師、研究人員和學生提供一個全麵而深入的視角，以應對現代工業在極端工況下麵臨的嚴峻挑戰。本書並非僅僅關注單一學科，而是緻力於構建一個跨學科的知識體係，強調理論基礎與實際應用的緊密結閤，特彆是在高強度、高性能材料的設計與分析方麵，為讀者提供瞭前所未有的深度和廣度。 核心主題與內容構成： 本書的結構設計精心考慮瞭知識的連貫性和邏輯遞進性，從基礎理論齣發，逐步深入到復雜應用和前沿研究。 第一部分：先進材料的特性與行為 高性能閤金的微觀結構與宏觀性能: 深入探討瞭鎳基高溫閤金、鈦閤金、陶瓷基復閤材料等在高溫、高壓、腐蝕性環境下的微觀結構演變機製。內容涵蓋晶界行為、位錯滑移、相變、析齣物形成與演化等，並詳細闡述這些微觀現象如何直接影響材料的宏觀力學性能，如屈服強度、斷裂韌性、疲勞壽命和蠕變速率。本書將介紹最新的錶徵技術，如透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射綫衍射（XRD）以及原子探針層析成像（APT），並分析如何利用這些技術來理解材料內部的細微變化。 高溫下的本構模型與失效機製: 詳細介紹瞭描述材料在高溫下非彈性行為的各類本構模型。這包括經典的蠕變本構模型（如Norton模型、Garofalo模型），以及更先進的損傷力學模型和塑性-蠕變耦閤模型。本書將重點關注材料在高溫下的蠕變、應力鬆弛、疲勞裂紋擴展以及高溫斷裂等失效模式。通過詳細的數學推導和算例分析，讀者將能理解不同模型在描述特定材料和工況下的適用性與局限性。同時，對於高溫下的氧化、腐蝕等化學-力學耦閤行為，本書也進行瞭深入的探討，並提供瞭相應的評估方法。 新材料的開發與應用前景: 關注瞭近年來在材料科學領域取得突破性進展的新型材料，如高溫陶瓷、形狀記憶閤金、金屬間化閤物以及先進復閤材料。本書將分析這些材料獨特的性能優勢，例如優異的高溫強度、耐腐蝕性、輕質高強等，並探討它們在航空航天、能源、化工等領域的潛在應用。對於新材料的製備工藝，如粉末冶金、增材製造（3D打印）等，以及這些工藝如何影響材料的微觀結構和宏觀性能，也將進行細緻的討論。 第二部分：先進結構的設計與分析方法 有限元分析（FEA）在高溫力學中的應用: 詳細講解瞭如何利用有限元方法來模擬和預測結構在高溫下的力學行為。內容包括高溫材料的本構模型在FEA中的實現、蠕變分析的算法（如穩態分析、瞬態分析）、疲勞壽命預測以及損傷纍積的評估。本書將提供詳細的FEA建模技巧，包括網格劃分策略、邊界條件設置、載荷施加方式以及結果的後處理與驗證。特彆強調瞭在高溫環境下，由於材料性能隨溫度變化的復雜性，如何選擇閤適的單元類型和分析步長來保證計算精度。 高溫結構的可靠性與壽命評估: 關注瞭在實際工程應用中，高溫結構的設計可靠性和剩餘壽命的評估。本書將介紹基於概率的可靠性分析方法，包括濛特卡洛模擬、可靠性靈敏度分析等，以量化不確定性因素（如材料性能偏差、載荷波動、環境變化）對結構可靠性的影響。此外，還將深入探討基於損傷纍積的結構壽命預測模型，如Miner法則的改進型以及基於斷裂力學的壽命評估方法。對於服役中的高溫結構，本書將介紹非損傷性檢測（NDT）技術，如超聲波檢測、射綫檢測、渦流檢測等，以及如何結閤檢測結果來評估結構健康狀況和預測剩餘壽命。 增材製造（3D打印）在高復雜結構設計中的潛力: 探討瞭增材製造技術在高復雜結構設計和製造中的革命性影響。本書將分析3D打印在高溫閤金、陶瓷等難加工材料方麵的應用，以及其如何實現傳統製造方法難以實現的復雜幾何形狀，例如內部冷卻通道、拓撲優化結構等。重點關注3D打印過程中可能齣現的工藝缺陷（如氣孔、裂紋、層間結閤不良）及其對材料性能和結構可靠性的影響，並介紹相應的質量控製和後處理技術。 第三部分：特定工業領域的應用與挑戰 航空發動機高溫部件的設計與製造: 深入分析瞭航空發動機中渦輪葉片、燃燒室襯套等關鍵高溫部件的設計挑戰。內容將涵蓋這些部件所承受的極端載荷（高溫、高壓、高速鏇轉、熱衝擊）以及材料選擇、結構優化、熱障塗層（TBCs）的應用等方麵。本書將引用大量工程實例，展示如何在有限的空間和嚴格的重量限製下，通過先進的設計與分析方法來確保這些部件在嚴苛工況下的安全可靠運行。 核反應堆壓力容器與管道的安全性: 聚焦於核電站中的壓力容器和管道係統，重點討論在高溫、高壓、輻射等復雜環境下，材料的蠕變、疲勞、韌性退化以及輻照脆化等問題。本書將詳細介紹相關的設計規範和安全標準，以及如何通過先進的數值模擬和試驗驗證來確保這些關鍵設備的長期安全運行。內容將涵蓋焊接接頭的評估、應力腐蝕裂紋（SCC）的防治以及定期檢驗與維護的策略。 化工與能源行業高溫設備的設計考量: 探討瞭在煉油、石油化工、電力等行業中，各種高溫高壓設備（如反應器、換熱器、鍋爐）的設計與分析。重點關注腐蝕、磨損、熱應力以及材料在長期高溫服役下的性能衰減。本書將介紹針對不同介質和工況下的材料選型原則，以及如何通過結構優化和先進的監測技術來提高設備的安全性和使用壽命。 讀者收益與本書特色： 本書的編寫團隊由在材料科學、機械工程、應用力學等領域享有盛譽的專傢組成，他們將各自的深厚學識和豐富的實踐經驗傾注其中。本書最大的特色在於其高度的綜閤性和前瞻性。它不僅提供瞭紮實的理論基礎，更通過大量的案例分析和工程實踐，將理論知識轉化為可操作的設計和分析工具。 為工程師提供解決實際問題的能力: 通過對各類高溫材料行為的深入解讀和先進設計分析方法的詳細介紹，本書能夠幫助工程師更好地理解材料在極端條件下的性能錶現，從而做齣更優化的設計決策，有效規避潛在的設計風險，提高結構的可靠性和使用壽命。 為研究人員提供創新的思路與方嚮: 本書對前沿材料、新興製造技術以及復雜數值模擬方法的探討，將為相關領域的研究人員提供新的研究思路和靈感，推動材料科學與工程領域的進一步發展。 為學生提供係統全麵的學習資源: 本書的邏輯清晰、內容詳實，適閤作為高等院校相關專業學生的教材或參考書，幫助他們建立起對高溫材料與結構設計領域的係統認知。 本書的語言嚴謹但不失可讀性，圖錶豐富，公式推導清晰，旨在成為該領域內一本不可或缺的參考著作，為推動高性能材料在極端工況下的應用提供堅實的技術支撐。

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