Fatigue Composite Materials pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:CRC Pr I Llc

作者:B, HARRIS

出品人:

页数:742

译者:

出版时间:2003-11

价格:$ 434.99

装帧:HRD

isbn号码:9780849317675

丛书系列:

图书标签:

复合材料
疲劳
材料科学
力学
结构工程
损伤力学
耐久性
航空航天
工程材料
失效分析

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小哈图书下载中心

qciss.net

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

Fibre composites, like metals, exhibit a form of degradation in service described as fatigue. Engineers must understand composite fatigue because it is a causative agent of design and structural failures. Engineers need to increase their knowledge of the mechanisms that result in degradation in order to predict the life of a composite under specified conditions and produce composites with greater durability. "Fatigue in Composites" provides an extensive account of contemporary research on fatigue from a selection of internationally recognized researchers. Part I introduces the concept, delivering a historical review of the fatigue behavior of fibre-reinforced plastics and illustrating fatigue test methods and fatigue under multiaxial stress systems. Part II reviews current research on micromechanical aspects, emphasizing long-term behavior, interface performance, delamination, and damage accumulation.Part III covers the analysis and testing of fatigue behavior. Part IV details physical, micromechanical, computational, statistical, and life-prediction models for constant and variable stress. The final sections offer an overview of the wide range of composite fatigue-related problems experienced by engineers in aerospace, marine, and structural engineering. Bryan Harris is Professor Emeritus at Bath University, where he served as Professor of Materials Science. Dr. Harris worked for ICI Metals Division and Pratt & Whitney Aircraft, and was Editor-in-Chief of the international journal "Composites Science and Technology". He also serves as Materials Consultant for Buro Happold Civil Engineers Ltd.

好的，这是一份关于《疲劳与复合材料》的图书简介，严格遵循您的要求，内容翔实，不含任何AI痕迹，专注于描述该领域的核心议题，而不提及您的具体书名：现代工程结构中的材料行为与设计前沿：聚焦多相复合材料的长期可靠性研究本书导论：工程实践中的挑战与材料科学的必然选择在当代工程领域，从航空航天器到先进的土木基础设施，再到高性能的体育器材，对结构材料的要求已经远远超出了传统的单一均质材料所能提供的范畴。现代设计的核心驱动力在于实现高比强度、高比刚度以及优异的耐环境适应性。复合材料，尤其是以纤维增强聚合物（FRP）为代表的多相基体材料，正是在这种需求驱动下成为不可或缺的关键组成部分。然而，复合材料的复杂微观结构——纤维、基体及其界面——在宏观尺度下表现出显著的各向异性、非均质性以及高度依赖载荷历史的特性。其中，疲劳行为是评估这些结构长期服役可靠性的核心瓶颈。与金属材料相比，复合材料的疲劳损伤机制更为复杂，涉及的物理过程包括基体的微裂纹萌生与扩展、纤维的断裂、界面脱粘以及孔隙的生长等多个相互耦合的损伤模式。因此，缺乏对这些复杂损伤过程的深入理解和准确预测模型，将直接威胁到结构的安全性和使用寿命。本书旨在系统梳理和深入探讨多相复合材料在循环载荷作用下的力学响应、损伤演化规律及其寿命预测的先进方法。它不仅仅是一本关于材料性能的汇编，更是一部面向结构工程师、材料科学家和研发人员的，致力于解决实际工程难题的深度参考资料。 --- 第一部分：复合材料的微观结构与本构基础 (Foundational Mechanics and Microstructure) 本书首先建立起理解复合材料复杂行为的必要理论框架。内容聚焦于材料的非经典力学描述，强调其在应力状态、温度梯度和湿热环境下的耦合效应。 1. 纤维增强材料的弹性与粘弹性详细阐述了经典的层合板理论（Laminate Theory），包括经典层合板理论（CLT）和更精细的分层有限元模型（Layer-wise Finite Element Models）。重点分析了纤维体积分数、铺层角度对宏观模量（杨氏模量、剪切模量）的影响。此外，针对聚合物基体材料普遍存在的粘弹性特性，本书深入探讨了时间-温度等效原理（Time-Temperature Superposition Principle, TTSP）在预测长期行为中的应用，以及如何将粘弹性效应纳入静态强度分析的框架内。 2. 界面科学与损伤源头界面是复合材料中能量耗散和损伤萌生的关键区域。本部分细致解析了纤维-基体界面粘结强度的表征技术（如拉伸剪切试验、微观压痕法）。讨论了界面缺陷（如脱粘、微孔隙）的形成机理，以及这些缺陷如何作为应力集中点，加速疲劳裂纹的萌生和扩展。 3. 复杂载荷环境下的材料响应工程应用中，结构往往遭受多轴应力状态（如拉伸-压缩-剪切的组合）和环境侵蚀（如湿热耦合作用）。本书涵盖了如何构建适用于非均匀加载路径的本构模型，并特别分析了湿气吸收对聚合物基体玻璃化转变温度（Tg）的影响，以及这种影响如何间接加速疲劳损伤过程。 --- 第二部分：疲劳损伤机制的深度剖析 (In-Depth Analysis of Fatigue Damage Mechanisms) 本部分是本书的核心，旨在揭示复合材料疲劳寿命的决定性因素，并区分不同损伤模式的演化路径。 1. 疲劳过程的特征化与损伤演化指标区别于均质材料基于裂纹长度的S-N曲线分析，复合材料的疲劳演化需要引入损伤变量（Damage Variables）的概念。系统介绍了基于刚度退化、声发射（Acoustic Emission, AE）信号分析和超声波C扫描成像等技术来量化损伤累积的有效方法。重点区分了刚度软化和承载能力下降之间的关系。 2. 关键损伤模式的辨识与分离复合材料的疲劳损伤并非单一事件，而是多重模式的叠加：基体裂纹与孔隙化：分析了在不同应力水平下，聚合物基体中微裂纹的萌生密度和扩展速率，以及这些裂纹如何通过相互连接形成宏观的孔隙路径。纤维断裂：研究了纤维在循环载荷下的统计性断裂过程，特别是短程纤维和长程纤维在疲劳过程中的差异性贡献。界面脱粘与层间扩展：详细讨论了层间剪切应力对疲劳的敏感性。通过能量释放率（Strain Energy Release Rate, G）的概念，分析了层间裂纹在不同载荷幅值下的扩展驱动力，尤其关注了在弯曲和扭转载荷耦合下的敏感区域。 3. 疲劳寿命预测模型的比较与构建本书对比了当前主流的疲劳寿命预测框架：基于能量的模型（Energy-Based Models）：侧重于每循环耗散的能量与损伤累积的关系。基于损伤力学的模型（Continuum Damage Mechanics, CDM）：探讨如何将各向异性损伤变量引入本构关系，实现对宏观性能退化的预测。基于寿命的模型（Life Prediction Models）：对比了基于概率论的Weibull分布和修正后的Basquin关系在预测高周疲劳寿命（HCF）中的局限性与改进方向。 --- 第三部分：先进表征技术与结构健康监测 (Advanced Characterization and SHM) 要准确预测疲劳寿命，必须依赖于实时或准实时的损伤监测手段。本部分聚焦于实验技术在理解疲劳过程中的关键作用。 1. 疲劳测试的特殊考虑讨论了针对复合材料疲劳测试的特殊夹具设计（如防止应力集中和夹持损伤），以及如何通过载荷程序设计（如渐增/渐减加载、随机载荷模拟）来更真实地复现服役环境。 2. 损伤的无损评估（NDT）集成系统介绍了如何利用数字图像相关（DIC）技术实时捕获表层应变场，用于识别潜在的脱粘起始点。重点阐述了压电传感器网络和光纤布拉格光栅（FBG）传感器在结构内部嵌入式监测中的潜力，这些技术能够提供关于裂纹扩展路径的实时反馈数据。 3. 预测与维护的集成：从实验室到现场最后，本书探讨了如何将实验室获得的疲劳数据和损伤演化模型，转化为可靠的剩余寿命预测（RUL）算法。强调了概率性风险评估（PRA）在决策制定中的作用，指导工程师在复杂失效概率下进行维修和退役决策。 --- 结论：迈向智能与可靠的复合材料结构本书为读者提供了一个跨越微观损伤机制到宏观结构可靠性评估的完整视角。通过对材料科学原理、先进力学建模和实验表征技术的综合阐述，旨在推动工程界对多相复合材料疲劳行为的认识达到一个新的深度，为下一代高可靠性、长寿命结构的设计与维护奠定坚实的理论与实践基础。