Forensic Engineering, Diagnosing Failures and Solving Problems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Taylor & Francis

作者:Neale, B.S. 编

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:2006-8

价格:$ 293.74

装帧:HRD

isbn号码:9780415395236

丛书系列:

图书标签:

• Forensic Engineering
• Failure Analysis
• Engineering Investigation
• Accident Reconstruction
• Materials Science
• Structural Engineering
• Mechanical Engineering
• Root Cause Analysis
• Expert Witness
• Problem Solving

《结构失效分析与对策》 本书简介： 本书深入探讨了工程结构在面临各种挑战时发生失效的根本原因，并系统性地介绍了诊断这些失效以及制定有效解决方案的科学方法。本书旨在为工程师、技术人员以及所有对工程结构可靠性感兴趣的专业人士提供一个全面、实用且具有指导意义的参考。 核心内容概览： 本书分为三个主要部分：失效机制的认知、失效的诊断与评估、以及失效的预防与修复。 第一部分：失效机制的认知 此部分奠定了理解结构失效的基础，详细阐述了导致工程结构性能下降甚至完全失效的各种物理和化学过程。 材料性能的退化： 腐蚀与侵蚀： 深入分析金属、混凝土、木材等常见工程材料在不同环境（如海洋、工业污染、化学品暴露）下的腐蚀机理，包括电化学腐蚀、均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等。同时，探讨颗粒物冲刷、流体冲刷等引起的侵蚀作用。 疲劳： 详细讲解材料在循环荷载作用下的疲劳失效过程，包括应力集中、裂纹萌生、扩展及断裂的阶段。介绍不同材料的疲劳特性曲线（S-N曲线）以及影响疲劳寿命的关键因素，如荷载幅值、频率、环境条件和表面处理。 蠕变： 阐述材料在长期恒定荷载和高温作用下的缓慢变形和失效现象。分析不同材料的蠕变行为，以及温度、应力水平对蠕变速率的影响。 热应力与热疲劳： 探讨温度变化引起的材料膨胀和收缩产生的应力，以及反复温度变化导致的热疲劳失效。 老化与环境影响： 分析紫外线、氧化、潮湿、冻融循环等环境因素对高分子材料、橡胶、塑料、沥青等非金属材料的长期老化过程及其对性能的影响。 荷载与应力分析： 静力与动力荷载： 详细介绍各种类型的静力荷载（如自重、活荷载、土压力）和动力荷载（如风荷载、地震荷载、机械振动），以及它们在结构中的分布和影响。 应力集中效应： 分析几何形状突变（如孔洞、缺口、转角）或材料不均匀处产生的应力集中现象，及其对结构强度和寿命的潜在威胁。 应变与变形： 阐述应变与变形的测量方法以及它们与应力的关系，探讨过度的变形如何影响结构的承载能力和使用功能。 制造与施工缺陷： 材料缺陷： 介绍原材料中的内部缺陷（如气孔、夹杂物、裂纹）以及它们在加工过程中可能被放大。 连接与焊接缺陷： 详细分析焊接过程中可能出现的咬边、未焊透、气孔、裂纹等缺陷，以及螺栓连接松动、锈蚀等问题。 尺寸与几何偏差： 讨论设计与实际施工中尺寸、位置、角度等偏差对结构整体性能的影响。 混凝土施工问题： 介绍混凝土浇筑、养护不当导致的蜂窝、麻面、裂缝等质量问题。 第二部分：失效的诊断与评估 此部分侧重于识别、分析和量化结构失效的证据，从而准确判断失效原因并评估结构的剩余寿命和安全状况。 现场勘察与目视检查： 系统性勘察方法： 强调结构失效调查的系统性方法，包括事前准备、现场记录、拍照、录像等。 损伤识别与分类： 详细介绍各种宏观损伤迹象的识别，如裂缝（类型、宽度、深度、走向）、变形、锈蚀、剥落、断裂、松动等，并对其进行初步分类。 环境与使用历史记录： 强调收集与结构相关的环境数据（温度、湿度、腐蚀性物质暴露）和使用历史（荷载变化、维修记录）的重要性。 无损检测（NDT）技术： 超声波检测（UT）： 介绍超声波在材料中的传播特性，用于检测内部裂纹、缺陷、厚度测量等。 射线检测（RT）： 讲解X射线或γ射线在材料中的穿透能力，用于探测内部缺陷，如气孔、夹杂物、未焊透等。 磁粉检测（MT）： 适用于铁磁性材料，利用磁场感应缺陷产生的漏磁，检测表面和近表面裂纹。 渗透检测（PT）： 用于检测非多孔材料表面的裂纹和孔隙。 电涡流检测（ET）： 利用电磁感应原理检测导电材料表面的缺陷。 声发射检测（AE）： 监测材料在应力作用下释放的瞬态声波，用于实时监测裂纹扩展和材料损伤。 有损检测（DT）与材料取样分析： 力学性能测试： 介绍拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验等，用于测定材料的强度、韧性、塑性等关键力学参数。 金相分析： 通过显微镜观察材料的微观组织，分析晶粒结构、相分布、夹杂物、断口形貌等，揭示材料失效的微观机制。 化学成分分析： 采用光谱分析、X射线荧光光谱（XRF）等方法，确定材料的化学成分，分析是否存在杂质或成分偏离。 断口形貌分析： 结合扫描电子显微镜（SEM），对断裂表面的微观形貌进行分析，判断失效模式（如脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂）。 数值模拟与分析： 有限元分析（FEA）： 介绍如何使用FEA软件对结构的应力、应变、变形进行模拟，以复现失效过程或预测结构在特定载荷下的行为。 计算流体力学（CFD）： 在涉及流体作用的失效分析中，利用CFD模拟流体动力学行为，评估流体对结构的冲刷、侵蚀或激发的振动。 多物理场耦合分析： 针对同时存在多种物理效应（如热、力、电、化学）的复杂失效问题，进行多物理场耦合模拟。 第三部分：失效的预防与修复 此部分聚焦于如何在设计、施工和后期维护中采取措施，以预防失效的发生，并在结构发生损伤后进行有效的修复和加固。 设计阶段的失效预防： 材料选择与应用： 强调根据使用环境和设计荷载，合理选择具有足够耐久性、强度和韧性的材料。 结构可靠性设计： 介绍基于概率理论的可靠性设计方法，以及如何通过安全系数和可靠度指标来控制结构失效的风险。 防腐蚀与防侵蚀设计： 提出在设计阶段考虑采取防腐涂层、牺牲阳极、排水设计、耐磨材料等措施。 疲劳设计与寿命预测： 强调在设计中考虑循环荷载的影响，进行疲劳寿命评估，并采取措施减小应力集中。 热应力与变形的控制： 设计伸缩缝、选用低膨胀系数材料、优化连接方式等。 施工质量控制： 原材料检验： 严格执行进场材料的质量检验程序。 过程监控： 对施工过程中的关键环节（如焊接、混凝土浇筑、预应力施工）进行严格监控和记录。 缺陷返工与整改： 建立明确的缺陷处理流程，确保施工质量达标。 运营与维护阶段的失效预防： 定期检查与监测： 建立完善的定期检查制度，包括目视检查、无损检测等。 结构健康监测（SHM）系统： 介绍利用传感器网络（如应变计、加速度计、位移传感器）实时监测结构的健康状况。 环境控制与防护： 采取措施减缓环境对结构的腐蚀和老化，如定期涂刷防腐涂料、清除积水等。 早期预警与应急响应： 建立有效的早期预警机制，并制定相应的应急预案。 失效后的修复与加固技术： 表面修复： 针对混凝土裂缝、剥落、钢材锈蚀等表面损伤，采用灌浆、抹灰、喷涂等方法进行修复。 结构构件修复与更换： 对严重损坏的构件进行局部修复或整体更换。 粘贴碳纤维复合材料（CFRP）加固： 介绍CFRP材料的优异性能，及其在提高构件承载力、抗弯、抗剪能力方面的应用。 钢结构加固： 包括增加截面、焊接加固、外部支撑等。 外部预应力加固： 利用外部预应力锚固技术，提高结构的承载能力和抗裂性能。 粘钢加固： 利用环氧树脂粘结钢板，提高构件的承载能力。 案例研究与经验总结： 通过分析实际工程中的失效案例，总结成功的修复与加固经验，为读者提供借鉴。 本书融合了理论分析、实验验证和工程实践，旨在提升读者对工程结构失效的深刻认识，掌握诊断和解决失效问题的关键技术，从而确保工程结构的长期安全与可靠运行。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆