高聚物与复合材料的动态力学热分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业

作者:赵奕斌

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-8

价格:19.00元

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isbn号码:9787502538347

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好的，下面为您呈现一本内容详实、不涉及“高分子与复合材料的动态力学热分析”的图书简介。 图书名称：《深空探测器热控系统设计与优化》 导言：星际旅行的温度挑战 随着人类对宇宙探索的不断深入，从近地轨道卫星到跨越太阳系边界的深空探测器，航天器在极端太空环境下面临着严峻的温度控制挑战。太空环境的独特性质——接近完美的真空、强烈的太阳辐射、地球或行星的反照与红外辐射、以及自身设备产生的热量——共同构成了复杂的热力学系统。任何一个微小的温度波动，都可能导致关键电子元器件性能衰退、结构材料失效甚至任务的彻底失败。 本书《深空探测器热控系统设计与优化》聚焦于如何为星际航天器构建一个稳定、可靠、高效的温度管理系统。它不仅仅是一本理论参考书，更是一部集成了前沿工程实践、材料科学应用以及先进控制策略的综合性技术手册，旨在为航天工程师和研究人员提供一套系统的、可操作的设计框架。 第一部分：深空环境热力学基础与建模 本部分为全书的理论基石，深入剖析了影响深空探测器热行为的关键物理机制，并建立了精确的数学模型。 第一章：太空热环境的复杂性 本章详细阐述了深空环境中热流的来源、特性与量级。内容涵盖太阳光谱的入射特性（包括太阳常数随距离的变化）、行星（如地球、火星、木星）反照与红外辐射的角分布，以及宇宙背景辐射的贡献。重点讨论了如何根据任务轨道（LGA、HGA、深空巡航）动态计算瞬时接收的热流密度，为后续的系统设计提供准确的输入参数。 第二章：航天器表面传热物理 深入探讨了传热的三种基本模式在真空环境下的具体表现。重点分析了辐射换热的复杂性，包括表面材料的辐射率（$epsilon$）与吸收率（$alpha$）的波长依赖性。对于复杂的非均匀表面和遮蔽效应，本章引入了蒙特卡洛（Monte Carlo）射线追踪法，用于精确计算结构间的互相辐射因子。此外，还讨论了在航天器内部，电子设备与结构之间的传导热阻模型构建。 第三章：热分析与建模工具 本章系统介绍了建立航天器热模型的方法论。从集总参数模型到详细的有限元/有限体积模型，详细阐述了如何离散化航天器几何结构、定义材料热物性参数（密度、比热、导热系数）以及边界条件。特别强调了如何处理多物理场耦合问题，例如设备功耗产生的内热源与结构传热的耦合分析，并对比了不同商业热分析软件（如Thermal Desktop, SINDA/FLUINT）的应用优劣及后处理技术。 第二部分：被动热控系统的设计与材料选择 被动热控是航天器热管理的第一道防线，它不依赖能源输入，通过材料和几何设计实现温度的自然平衡。 第四章：表面热控涂层与材料 本章是材料科学与热工程的交叉点。详细分类和评述了用于表面热控的关键材料： 1. 高反射率/低吸收率涂层： 如氧化铝、二氧化钛白色涂料，重点分析其在长期太空辐射环境下的老化效应（如光照导致的$alpha/epsilon$比值变化）。 2. 低发射率材料： 如多层隔热材料（MLI）的结构设计与性能。深入解析了MLI的有效导热系数的计算，包括层间真空度、箔片材料（如Kapton, Mylar）的性质和固定方式对隔热性能的影响。 3. 热控胶与密封件： 讨论了在温变循环中，连接结构件所需的导热胶、密封剂的导热系数、蠕变特性及热膨胀系数匹配问题。 第五章：结构化被动热控设计 本章关注通过结构布局和热扩散路径实现热平衡： 1. 热回路设计： 介绍如何利用高导热材料（如石墨复合材料、铍/铝合金）构建热桥，将关键热源导向散热器或热沉。 2. 遮光罩与散热器布局： 讨论了如何通过几何结构实现对太阳/行星辐射的有效遮挡。详细讲解了外部散热器的设计原则，包括表面积的优化、散热器到结构间的接触热阻最小化技术（如使用导热垫片和压力夹具）。 第三部分：主动热控系统的实现与控制 对于温度敏感性极高或需要进行严格温度控制的深空任务（如红外天文卫星或深冷载荷），必须采用主动热控技术。 第六章：热循环与相变材料 本章聚焦于如何管理瞬态热负荷和维持恒温环境。 1. 两相流热循环系统（Two-Phase Loop）： 详细阐述了基于工质蒸发冷凝原理的循环系统，包括热管（Heat Pipes）和回路热管（Loop Heat Pipes, LHP）的结构、性能参数（传热能力、最大工作距离）及可靠性设计。重点分析了工质（如氨、甲醇、水）的选择标准与系统集成技术。 2. 相变材料（PCM）的应用： 讨论了PCM在缓冲瞬时热冲击中的作用。分析了适用于太空环境的PCM材料选择标准（熔点、潜热、长期稳定性），以及如何将其集成到探测器的结构中以实现“热惯量”控制。 第七章：热控系统控制策略与电子学 主动热控的核心在于精确的温度反馈与调节。 1. 加热器与传感器网络： 讨论了电阻加热器（RH）的选型、功率分配与控制策略。重点分析了温度传感器（RTD、热敏电阻）在极端温度下的精度与漂移特性，以及如何构建高可靠性的冗余传感网络。 2. 先进控制算法： 介绍了用于热控的PID控制、模糊控制及模型预测控制（MPC）在维持设备工作温度窗口内的应用。强调了如何将热模型与实时遥测数据结合，进行前馈和反馈控制，以应对轨道变化和内部负载波动。 第四部分：热控系统的集成、测试与验证 可靠的热控系统必须经过严格的地面验证才能投入使用。 第八章：热真空环境测试 本章详述了深空热控系统在地面的验证流程： 1. 热真空（Thermal Vacuum, TVAC）试验设计： 介绍了TVAC设施的原理、真空度要求及控温手段（如冷壁、辐射加热器）。重点讨论了如何模拟深空热流环境（太阳辐射模拟器的均匀性、行星反照的等效建模）。 2. 热平衡与热循环测试： 定义了热平衡测试的收敛判据和数据采集要求。详细解析了热循环测试（Thermal Cycling Test）的温度速率控制和循环次数要求，以验证材料、连接点及主动部件的寿命。 第九章：案例分析与未来趋势 通过分析已成功执行的深空任务（如火星车、木星/土星探测器）的热控系统设计，总结了经验教训。最后，展望了未来深空探测热控技术的发展方向，包括新型高效率斯特林/脉冲管制冷机、智能响应型热控表面以及自适应热管理架构。 本书的价值在于： 本书将理论深度与工程实用性完美结合，不仅为研究生和工程师提供了严谨的理论分析工具，更提供了一套从需求定义、系统架构选择、材料匹配到地面验证的完整热控设计流程。通过对前沿案例的剖析，读者将能够掌握设计面向极端、高可靠性要求的深空探测器热控系统的核心能力。

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我必须强调，这本书在理论前沿的把握上展现了极强的洞察力。它并没有固步自封于经典的LVE（线性粘弹性）理论，而是将目光投向了非线性粘弹性行为、高应变率下的冲击响应，甚至是环境诱导的长期老化效应与动态性能的耦合。特别是在讨论纳米增强复合材料的界面响应时，作者整合了最新的散射技术（如X射线散射）的数据分析方法来验证其力学模型，这种跨学科的整合能力令人钦佩。这本书的叙事风格是严谨的、求实的，但绝不保守，它不断地将读者推向知识边界。对于那些希望将自己的研究推向更高水平的博士生和青年学者来说，这本书不仅提供了坚实的知识基础，更重要的是，它提供了思考和解决未来材料挑战的“工具箱”。读完这本书，我感觉自己对高分子动态力学分析这门学科的理解维度被彻底拓宽了，它真正做到了“授人以渔”。

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这本书的排版和图示设计简直是为现代学习者量身定做。在信息爆炸的时代，清晰的视觉传达能力是衡量一本优秀技术书籍的重要标准。高聚物和复合材料的动态过程往往涉及复杂的波传播和弛豫现象，难以用纯文字描述清楚。这本书在这方面做得极为出色，大量的图谱和示意图不仅美观，更重要的是其信息密度极高，能够瞬间抓住核心物理图像。例如，那些展示玻璃化转变区（Tg）附近储能模量和损耗因子曲线的对比图，配合着对分子运动态的注解，即便不借助外部资料，也能迅速理解热力学驱动的力学响应变化。这种对细节的关注，体现了作者对读者学习体验的尊重。它有效地降低了理解高阶概念的学习曲线，让复杂的主题变得更容易“消化”。阅读体验非常流畅，几乎没有遇到需要反复阅读才能理解的“卡壳”点，这在同类专业书中是相当罕见的成就。

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对于从事复合材料结构健康监测（SHM）的工程师而言，这本书的价值是无可替代的。以往我们关注复合材料的静态强度，但这本书却将焦点放在了材料在周期性载荷和温度变化下的“生命周期表现”。书中对不同类型界面（如纤维/基体界面）在动态应力作用下的能量耗散机制的分析，为我们预测材料疲劳寿命提供了坚实的理论基础。我印象非常深刻的是，作者通过精妙的有限元模拟结果与实际DMA（动态机械分析）数据的对比，清晰地揭示了微裂纹扩展与模量松弛之间的定量关系。这种跨越理论、模拟和实验的整合性叙事，使得内容的说服力倍增。它不是那种只提供公式然后让你自己去实践的“冷冰冰”的书籍，而是充满了实践智慧的结晶。每当我面对一个复杂的粘弹性失效案例时，我都会习惯性地翻阅这本书，总能在其中找到启发性的思路。

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这本关于高聚物与复合材料动态力学热分析的书籍，简直是材料科学领域的一股清流！我原以为这类专业书籍会充斥着晦涩难懂的公式和枯燥的理论推导，但这本书的编排方式却让人眼前一亮。它没有一上来就将读者置于复杂的数学模型之中，而是通过大量生动、直观的实例，巧妙地引导我们进入动态力学热分析的世界。比如，书中对于聚合物分子链段运动与宏观力学性能之间关系的阐述，简直是教科书级别的清晰，让人茅塞顿开。作者似乎非常懂得如何将复杂的物理化学过程“翻译”成易于理解的语言，即便是初涉此领域的读者，也能迅速抓住核心概念。尤其值得称赞的是，书中对实验数据的处理和解读部分，提供了一套非常实用的分析框架，这对于我们这些需要将理论应用于实际工程问题的人来说，无疑是宝贵的财富。我特别喜欢它那种循序渐进的讲解方式，仿佛一位经验丰富的导师，耐心地手把手教你如何驾驭这门技术。总而言之，这是一部兼具深度与广度，同时又不失可读性的佳作，强烈推荐给所有对材料性能转变感兴趣的研究者和工程师们。

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坦白说，我最初是被这本书的标题吸引的，因为它触及了高分子材料研究中一个至关重要但又常常被简化处理的环节——动态行为。然而，阅读过程中的体验远超我的预期。这本书的深度和广度令人印象深刻，它不仅仅停留在现象的描述上，而是深入挖掘了热力学驱动力与机械响应之间的微观机制。我尤其欣赏作者在处理时间-温度等效原理（Time-Temperature Superposition, TTSP）时的严谨性，它不仅展示了如何应用该原理，更深入探讨了其适用范围和局限性，这在很多同类书籍中是缺失的细节。此外，对于阻尼特性和粘弹性行为的定量描述，书中提供了丰富的案例支持，使得原本抽象的数学模型变得有血有肉。虽然某些高级章节需要一定的背景知识支撑，但整体结构的设计保证了即便是需要“复习”或“查漏补缺”的资深人士，也能从中找到新的视角和更精妙的解释。这本书与其说是一本参考手册，不如说是一部系统性的知识构建指南，它帮助读者建立起对材料复杂行为的完整认知图谱。

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