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出版者:哈尔滨工程大学出版社

作者:魏莉洁

出品人:

页数:96

译者:

出版时间:2007-4

价格:15.00元

装帧:

isbn号码:9787810739542

丛书系列:

图书标签:

• 初级
• 船体火工
• 火工初级
• 船舶工程
• 焊接
• 切割
• 安全操作
• 培训教程
• 职业技能
• 工业技术
• 船舶维修

船舶工程与海洋技术领域前沿探索：先进结构材料与智能运维技术 本书旨在为船舶工程、海洋工程、材料科学及相关领域的研究人员、工程师、技术人员及高等院校师生提供一个全面、深入且具有前瞻性的技术参考与学习资料。本书聚焦于当前船舶及海洋工程领域中最具革命性的两大方向：高性能结构材料的应用与船体智能运维技术的集成。 本书的编纂基于对全球船舶工业发展趋势的深刻洞察，结合当前亟需解决的能效提升、环境友好、结构可靠性增强以及自主化运维等关键挑战。我们摒弃了传统教程中侧重于基础理论和传统工艺的冗余内容，转而聚焦于那些正在重塑未来船舶设计、建造与运营模式的前沿技术。 第一部分：下一代船舶结构材料的性能与应用 本部分深入剖析了当前正在从实验室走向工程实践的几类关键新型结构材料，并详细阐述了它们在现代船舶设计中的应用潜力与面临的挑战。 第一章：超高强度钢材（UHSS）的冶金学基础与焊接工艺优化 本章不再赘述普通低碳钢的性能，而是将重点放在UHSS，特别是马氏体（Martensitic）和先进高强钢（AHSS）在船舶结构中的应用。 1.1 晶粒细化与析出强化机制： 探讨如何通过精确控制热处理和合金成分，实现钢材屈服强度突破1500 MPa的微观机制。重点分析铌、钒、钛等微量元素在晶界钉扎和第二相析出中的精确调控。 1.2 冷裂纹敏感性与预热控制： 详细对比UHSS与传统船板在氢致裂纹敏感性上的差异，提供基于局部热输入模型（L-HIM）的智能焊接热循环预测方法，取代经验性的预热温度设定。 1.3 异种材料连接技术： 聚焦于UHSS与铝合金、钛合金等轻质材料的异种连接。探讨爆炸焊、搅拌摩擦焊（FSW）在舰船和深海装备中的成功案例及其疲劳性能评估标准。 第二章：复合材料在海洋环境中的长期服役行为研究 复合材料因其高比强度和耐腐蚀性，已成为高端海洋装备如深潜器、高速艇和新型风力发电机叶片的优选材料。本章深入探讨了其服役可靠性问题。 2.1 树脂基复合材料的海洋腐蚀机制： 重点分析海水（高盐度、高湿度）对碳纤维/环氧树脂和玻璃纤维/乙烯基酯树脂界面结合力的长期影响。引入介电谱分析技术（DEA）用于监测复合材料内部的吸湿和微裂纹扩展。 2.2 损伤容限设计与分层扩展预测： 介绍基于弹塑性断裂力学的损伤容限（Damage Tolerance）设计理念。建立适用于海洋载荷工况（如砰击载荷、冰载荷）下的层间剪切应力（ILSS）演化模型。 2.3 3D编织与自动化铺放技术： 介绍用于制造大型、复杂曲面结构（如船体段和耐压壳）的自动化纤维铺放（AFP）与RTM（树脂传递模塑）工艺的精确控制参数，特别是针对厚壁结构中的孔隙率控制。 第三章：功能性与仿生涂层技术在船体保护中的应用 本章侧重于超越传统防腐涂层的新一代功能涂层技术，目标是实现主动防护和低摩擦阻力。 3.1 自修复与智能响应涂层： 探讨微胶囊（Microcapsule）技术在涂层中引入自修复剂的原理，实现涂层损伤后的自动愈合。分析pH值或电位变化触发的缓释防污剂机制。 3.2 仿生抗污技术（Fouling-Release Coatings）： 详细对比氟聚合物、硅酮类和超低表面能涂层（SLSETs）的性能。引入动态接触角测量和流体动力学模拟，精确评估涂层减阻效果与生物附着临界剪切应力。 3.3 导电与屏蔽涂层： 针对军用或特种船只，介绍石墨烯基和碳纳米管增强的导电涂层在电磁兼容性（EMC）防护中的应用及其在复杂金属基体上的附着力测试标准。 第二部分：船舶与海洋工程的数字化与智能运维 本部分转向信息技术、传感技术与人工智能在船舶全生命周期管理中的集成应用，强调从被动维护向预测性、适应性维护的转变。 第四章：船体结构健康监测（SHM）系统的传感器网络设计 本章不再讨论传统的超声波探伤，而是聚焦于结构健康监测（SHM）系统的集成化与实时反馈能力。 4.1 分布式光纤传感技术（FBG与OFDR）： 详细介绍基于光纤布拉格光栅（FBG）阵列和光学时域反射仪（OFDR）的应变和温度实时监测网络在关键连接点和高应力区的部署策略，以及如何校准其在不同温度梯度下的数据漂移。 4.2 压电陶瓷换能器（PZT）与模态识别： 探讨利用PZT贴片作为主动激励源和被动传感器，进行结构固有频率和阻尼比的实时监测。介绍基于快速傅里叶变换（FFT）和随机子空间辨识（SSI）算法的模态参数提取流程。 4.3 无线能量采集与自供电传感节点： 解决SHM系统能源供给难题。分析如何利用船体振动（压电效应）或温差（热电效应）为远程传感器节点供能的技术路径和效率评估。 第五章：数据驱动的船舶维护与故障预测模型 本章核心在于如何利用传感器采集的海量数据，构建可靠的预测性维护（PdM）模型，实现从基于时间的维护向基于状态的维护的跃迁。 5.1 结构载荷谱的实时估计与疲劳寿命预测： 结合船体应变数据和环境监测数据（波浪谱、风场），利用卡尔曼滤波（Kalman Filtering）对瞬时载荷进行降噪和估计。建立基于Miner法则修正后的概率性疲劳寿命模型。 5.2 深度学习在异常检测中的应用： 介绍使用长短期记忆网络（LSTM）或卷积神经网络（CNN）对SHM时间序列数据进行训练，以识别与正常服役状态偏离的早期微小信号（如裂纹萌生、紧固件松动）。重点讨论异常分类的置信度评估。 5.3 剩余使用寿命（RUL）的贝叶斯推断： 阐述如何结合材料退化模型（如Weibull分布）与实时监测数据，通过贝叶斯方法动态更新结构部件的剩余使用寿命概率分布，为决策提供风险量化依据。 第六章：数字化孪生（Digital Twin）在船舶运营中的集成框架 本章探讨如何构建一个与物理实体船舶实时同步的数字模型，以优化设计、仿真和应急响应。 6.1 多物理场耦合仿真模型的构建： 介绍如何将流体力学（CFD）、有限元分析（FEA）与热力学模型集成到一个统一的仿真环境中，实时反映船体动态载荷、水动力阻力变化与内部结构响应。 6.2 孪生模型与控制系统的交互机制： 探讨数据总线技术（如MQTT/DDS）在连接物理传感器、控制系统与数字孪生模型中的作用。重点分析数字孪生在仿真极端工况（如严重受损、极限机动）下的快速迭代能力。 6.3 资产性能管理（APM）与生命周期优化： 展示如何利用孪生模型进行“What-If”场景分析，指导船东优化燃料消耗策略、制定最优的坞修和部件更换计划，实现全生命周期内的成本效益最大化。 本书的特点在于高度的专业性和前瞻性，它为致力于解决海洋工程领域高技术难题的专业人士，提供了一套整合了材料科学、传感器技术、先进计算方法和数据科学的综合性解决方案框架。

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我最近正在深入研究海洋动力学和船舶的操纵性能，想找一些能帮助我优化船体设计，提高航行稳定性和效率的书籍。我一直对如何让船体在波涛汹涌的大海中保持平稳，以及如何减少航行时的阻力非常着迷。这本书的封面给人一种很强的专业感，但我当时并没有仔细看书名，只是觉得里面的插图和图表似乎与我的研究领域有关。当我翻开它，我发现里面详细讲解的是船体最基础的构造和一些初级的建造工艺，比如如何进行船体分段、如何进行基本的焊接和铆接，以及如何进行一些简单的船体维护。这和我想象中的“操纵性能”和“动力学”似乎完全是两码事。我脑子里充斥着各种流体力学公式、水动力学模型，而这本书却在谈论着最基本的“力气活”。我一度觉得这本书可能对我的研究帮助不大，毕竟我更需要的是数学模型和仿真分析。但是，随着我继续翻阅，我开始注意到书中的一些细节。比如，它在描述不同焊接方式对船体结构强度的影响时，其实也间接解释了船体整体刚度的重要性，而这恰恰是影响操纵性能的关键因素之一。又比如，它在介绍不同材料在船体建造中的应用时，也隐含着对船体重量分布的考量，这同样是影响船舶稳定性的重要因素。这本书虽然没有直接给我提供我想要的公式和模型，但它用一种非常具象化的方式，让我看到了那些抽象的理论是如何在实际建造中被体现出来的。它就像一个基础的“骨架”，为我理解更复杂的“肌肉”和“神经”提供了起点。

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我最近在研究一些关于海洋工程的教材，本来想找点关于深海探测设备或者是海底管线铺设的技术手册，结果阴差阳错地接触到了这本书。拿到它的时候，我脑子里全是各种复杂的计算公式和高级的材料力学理论，心想着这本“初级工教程”应该和我研究的方向相去甚远。然而，当我翻开它，一股来自一线生产的“烟火气”扑面而来，让我暂时忘却了那些高冷的学术概念。里面的内容，更多的是关于实际操作和安全规范，比如如何正确使用切割设备、如何进行基本的船体焊接、以及在作业过程中需要注意的各种安全事项。乍一看，这些对于我这样更侧重于理论研究的人来说，似乎有些“不合时宜”。我更习惯于在计算机模拟中推演各种复杂的工况，而不是亲手去操作这些“笨重”的工具。但是，随着阅读的深入，我渐渐意识到，这些看似基础的技能，恰恰是支撑整个海洋工程体系运转的基石。没有熟练的操作技能，再先进的理论也无法转化为现实；没有严格的安全规程，再精密的设备也可能面临巨大的风险。这本书让我看到了一个完全不同的视角，它让我明白，即使是最高端的科技，也离不开最基础的实践。它就像一位经验丰富的老工匠，用最朴实的话语，讲述着最核心的工艺。我从中获得的，不是新的计算公式，而是一种对工程实践的尊重和对一线工作者的理解。

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我本来是想找一本关于船舶历史发展和设计理念演变的书籍，想从中汲取一些灵感，来为我的创作提供背景知识。我一直对那些流线型的船体，以及它们如何在不同的时代适应不同的海洋环境非常感兴趣。这本书的封面风格比较简洁，没有太多的装饰，让我感觉它更像是一本实用的工具书，而不是一本引人入胜的读物。当我不经意间翻开它的时候，我发现里面绝大部分内容都集中在船体建造的物理层面，比如船体各个部分的名称、不同材料的特性、以及一些基础的建造工艺流程。这与我期望中那种探讨设计哲学和美学的角度截然不同。我期望看到的是对“优雅”的船体线条的分析，对不同时期审美趋势如何影响船体造型的探讨，甚至是关于船体在文学作品中象征意义的解读。然而，这本书却非常务实，它似乎更关心的是如何把一艘船“造出来”，而不是如何让它“看起来”更迷人。虽然这与我的初始目标有所偏离，但它依然让我产生了一些思考。我开始意识到，那些看似简单的船体结构，背后其实蕴含着无数的工程智慧和对物理规律的深刻理解。也许，对船体建造的扎实掌握，能让我更深刻地理解那些“优雅”线条的实际意义，而不仅仅是停留在表面的欣赏。它让我明白，真正的美，往往也蕴藏在严谨的结构和强大的功能之中。

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我最近在为我的一个艺术项目寻找灵感，我一直对各种大型机械结构的美学表现力很感兴趣，尤其是那些工业时代的遗迹。我希望从中找到一些具有象征意义的元素，来构成我的作品。这本书我是在一个旧书店偶然发现的，封面设计非常朴实，甚至有些陈旧，让我感觉它是一本年代久远的老书。当我好奇地翻开它时，我发现里面充斥着大量的技术性描述，比如船体各部分的名称、船体材料的规格、以及一些基础的建造步骤和安全操作规程。这和我想象中那种能给我带来艺术启发的书籍完全是两回事。我期待的是对船体造型的艺术分析，对不同时期船体设计的演变和美学特征的探讨，甚至是对船体作为一种人类征服自然的象征性符号的解读。然而，这本书却显得异常“务实”，它似乎更关注的是如何把一艘船“造出来”，而不是它“看起来”怎么样。它让我看到的是一个个冰冷的数字、具体的材料和严谨的操作。不过，在我继续翻阅的过程中，我开始捕捉到一些意外的“美感”。例如，它在描述船体结构时，那些严谨的划分和连接方式，反而呈现出一种独特的秩序感和逻辑美。而它在强调安全操作时，那些细致入微的警示，也让我看到了人类在面对危险时所展现出的谨慎和责任感，这本身也是一种力量的美。这本书虽然没有直接提供给我现有的艺术灵感，但它让我从一个全新的角度审视了“工业美学”，让我明白，在那些冰冷的技术背后，同样蕴含着值得探索的独特韵味。

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这本书我拿到手的时候，说实话，有点摸不着头脑。封面设计很朴实，跟我想象中那种比较“硬核”的技术类书籍差不多。打开第一页，一股油墨的味道扑面而来，让我有点怀旧。我本来是想找点关于船舶设计理论的书籍，结果鬼使神差地翻到了这本。初级工培训教程，听起来就一股子接地气的味道，估计内容不会太高深。我大概翻了翻目录，里面讲的都是一些基础操作，比如船体的基本结构、焊接技术、防火安全规程等等。说实话，这些内容对我来说可能有点过于基础了，我更关心的是如何设计出更符合流体动力学原理的船体，或者如何运用先进的材料来减轻船体重量。但是，我又想，万事万物都有其发展过程，任何高深的理论也都是建立在扎实的基础之上的。说不定，这里面有些基础知识，能给我一些新的启发呢？比如，对船体结构的理解，也许能帮助我更好地优化设计时的应力分布；对防火安全规程的了解，也能让我设计出更安全的船舶。虽然这不是我一开始预期的那种“高精尖”读物，但它带来的这种“返璞归真”的感觉，倒是挺特别的。我决定先把它放在一边，等我把手头的项目告一段落，再来慢慢品味一下这本“初级工”的教材，看看它究竟能给我带来多少意想不到的收获。毕竟，很多时候，最核心的道理，就藏在最朴实无华的细节里。

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