Advanced X-ray Techniques in Research And Industries pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Ios Pr Inc

作者:Singh, A. K. (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:180

装帧:HRD

isbn号码:9781586035372

丛书系列:

图书标签:

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

好的，这是一份关于一本假设的、与“Advanced X-ray Techniques in Research And Industries”无关的图书的详细简介。为了确保内容充实且具有专业深度，我们将聚焦于一个完全不同的领域：《精细化压力容器设计与失效分析：基于有限元模拟与冶金学视角的深度剖析》。 --- 精细化压力容器设计与失效分析：基于有限元模拟与冶金学视角的深度剖析 书籍概述 本书是一部面向资深工程师、研发人员以及高校高年级研究生和博士生的专业技术手册与深度参考资料。它专注于现代压力容器，特别是那些服役于极端温度、高压环境或腐蚀性介质中的关键承压设备的精细化设计理论、高级建模方法和综合性失效诊断技术。全书以严谨的工程力学、材料科学及数字化仿真手段为核心支柱，旨在超越传统规范的简单应用，深入探讨压力容器在全生命周期中面临的复杂物理和化学挑战。 第一部分：基础重塑与高级设计理论（约350字） 本部分首先回顾了经典的压力容器设计规范（如ASME Section VIII、EN 13445等）的基本原理，但重点迅速转向现代工程实践对这些规范的局限性补充和深化。 1.1 几何复杂性与应力奇异性处理： 详细阐述了对于带有复杂开孔、焊缝加强环或多端口连接的非对称结构，如何精确计算应力集中系数（Kt）。引入了基于局部网格细化和高阶单元的边界积分方法在处理尖锐几何特征处应力奇异性时的应用，并比较了其与传统经验公式的偏差和适用范围。 1.2 材料本构关系的精确选择与标定： 讨论了在高温高压下（如超临界流体环境）金属材料的非线性行为。深入分析了粘塑性模型（如Bailey-Norton模型、Chaboche后处理模型）在蠕变和应变硬化预测中的适用性。特别关注了镍基高温合金和高强度钢在交变载荷下的低周疲劳（LCF）与高周疲劳（HCF）的耦合预测。 1.3 载荷工况的综合评估： 超越静态压力和温度，本章系统梳理了瞬态热冲击、风振载荷（针对塔器）以及操作过程中可能发生的液体锤击（Water Hammer）载荷的量化评估方法，强调了时程分析（Time-History Analysis）在动态载荷评估中的必要性。 第二部分：先进有限元模拟与数字化孪生技术（约450字） 本部分是全书的核心，聚焦于如何利用现代计算工具对压力容器进行高保真度的模拟，并引入了预测性维护的理念。 2.1 高保真网格划分与接触模拟： 探讨了压力容器中复杂的连接结构（如法兰连接、包覆式焊缝）的网格策略。重点分析了多物理场耦合分析（FSI，流固耦合）中，如何准确模拟高压流体对结构动态响应的影响。对于法兰连接，详细介绍了螺栓预紧力对密封性能和接头应力分布的非线性影响，并给出了推荐的接触单元类型和求解器设置。 2.2 蠕变与疲劳的耦合分析（Creep-Fatigue Interaction, CFI）： 阐述了如何将时间依赖性的材料模型与循环载荷分析相结合。介绍了等效时程法（Equivalent Time-Step Approach）和损伤累积模型（如Miner’s Rule的修正版本）在预测CFI寿命中的应用。通过具体案例展示了如何识别容器内部“热点”区域的疲劳加速机制。 2.3 制造过程的模拟与残余应力评估： 压力容器的性能极大地依赖于制造过程，特别是焊接。本章深入探讨了热机械耦合焊接模拟，包括冷却速率、相变、以及由此产生的残余应力场的精确预测。针对厚壁容器的深孔钻削和管道弯曲过程中的塑性变形，提供了矫正和补偿的有限元指导。 2.4 实时监测数据与数字孪生的集成： 讨论了如何将结构健康监测（SHM）系统中采集的应变、温度数据，通过卡尔曼滤波或粒子滤波算法，反向校准和修正FE模型中的材料参数和载荷输入，实现压力容器的“数字孪生”，为预测其剩余寿命提供实时依据。 第三部分：材料失效机制的冶金学诊断（约400字） 设计上的安全裕度必须由材料的可靠性来支撑。本部分将工程实践与微观冶金学紧密结合。 3.1 氢致开裂与应力腐蚀开裂（SCC）的微观机制： 详述了高强度钢在特定介质（如含H₂S或氯离子环境）中发生的延迟断裂现象。从氢原子在晶格中的扩散路径、位错运动的抑制作用，到应力场对临界氢浓度的影响，提供了判断高、中、低应力SCC风险的判据。 3.2 高温氧化、渗碳与热机械疲劳（TMF）： 分析了在复杂热循环下，材料表面发生的化学侵蚀与机械损伤的协同作用。对比了气体环境（如渗碳/渗氮）对材料表面硬度、韧性和抗蠕变性能的综合影响。特别强调了TMF循环中，由于内外表面温差和不同氧化速率导致的塑性不匹配引发的损伤。 3.3 断裂韧性评估与断口分析： 详细介绍了小样本断裂韧性测试（如C(T)试样）在厚壁结构评估中的应用。提供了基于J积分和裂纹尖端张开位移（CTOD）评估失效率的精确方法。对于已发生失效的容器，系统性地展示了如何利用扫描电子显微镜（SEM）结合能谱分析（EDS）对断口形貌进行分类和归因（如疲劳核、蠕变断口、脆性断裂面的识别）。 第四部分：规范外的优化与前沿技术展望（约300字） 本部分展望了压力容器工程的未来方向，侧重于轻量化、可靠性和增材制造（AM）技术的应用。 4.1 拓扑优化与轻量化设计： 介绍如何将拓扑优化算法集成到压力容器支架和壳体结构中，在保证等效承载能力的前提下，实现材料用量的最优化。讨论了在优化过程中如何约束最小壁厚要求、制造可行性（可加工性）以及避免局部应力集中。 4.2 增材制造压力部件的特殊考量： 探讨了选区激光熔化（SLM）和定向能量沉积（DED）技术在制造复杂几何部件和修复现有部件中的潜力。重点分析了AM过程中金属粉末的球化、层间结合强度以及未熔合缺陷对疲劳性能的负面影响，并提出了相应的无损检测（NDT）方案。 4.3 实时监测与智能维护的融合： 展望了基于分布式光纤传感（DTS）和压电传感阵列技术，对高风险区域进行全场应变监测的可能性，使维护决策从基于时间的计划性维护，彻底转向基于状态的预测性维护。 --- 目标读者： 压力容器设计院所的结构工程师、石油化工和核能领域的设备完整性工程师、材料科学家、以及致力于高级工程力学分析的研究人员。 本书价值： 本书提供了一套从微观材料性能到宏观结构响应，从规范设计到前沿模拟的完整工具链，帮助读者解决实际工程中最棘手、最精细化的压力容器设计与失效难题。

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