铝合金结构腐蚀损伤研究与评价

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页数:377
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出版时间:2009-2
价格:25.00元
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isbn号码:9787561225332
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图书标签:
  • 铝合金
  • 腐蚀
  • 损伤
  • 结构
  • 材料科学
  • 工程
  • 评价
  • 失效分析
  • 金属材料
  • 防护
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具体描述

《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》是关于铝合金结构腐蚀损伤研究的专著,涉及材料、结构、腐蚀和疲劳等专业知识。全书共分7章,内容包括铝合金腐蚀損伤的实验模拟及对疲劳寿命影响的观测、航空铝合金腐蚀损伤评价标准及形貌研究、试件腐蚀损伤的演化规律及剩余强度分析、点蚀损伤的计算机模拟、LY12CZ含紧固孔构件腐蚀疲劳裂纹扩展研究及分析、广布腐蚀損伤分析模型,全寿命腐蚀损伤监控与管理体系等部分。

《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》介绍的研究成果可用于老龄飞机结构剩余强度和剩余寿命评估,飞机机体日历寿命的评定、在役飞机的寿命管理和维修以及新型飞机的设计。《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》也可作为工程结构设计,维护等粳域的工程设计人员,科研人员和管理人员的参考资料。

好的,这是一本关于高分子材料在极端环境下的老化行为及防护策略的专业著作的详细简介。 --- 书名:高分子材料在极端环境下的老化行为及防护策略 作者: [此处可填写虚构的权威专家姓名] 出版社: [此处可填写虚构的专业学术出版社名称] ISBN: [此处可填写虚构的ISBN] 内容概述 本书系统、深入地探讨了在高能辐射、超低温、强酸强碱介质、高湿热循环等极端服役环境下,各类典型高分子材料(包括聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂及高性能工程塑料)所表现出的物理、化学老化机制、损伤演化规律及其寿命预测模型。全书旨在为航空航天、深空探测、核能工程、深海开发以及高端电子封装等对材料可靠性要求极高的领域,提供一套科学、前瞻性的材料选择、改性设计与防护工程的理论指导和技术支撑。 本书的独特性在于,它不仅聚焦于单一因素导致的材料性能衰退,更着重分析了多因素耦合作用下的协同损伤效应,尤其关注了材料内部微观结构变化(如结晶度、分子量分布、交联密度)与宏观力学性能(如拉伸强度、冲击韧性、断裂韧性)之间的内在联系。 章节结构与核心内容 本书共分为十二章,内容编排遵循从基础理论到具体应用,从单一因素分析到复杂环境模拟的逻辑路径。 第一部分:极端环境对高分子材料老化的基础影响机制 (第1-3章) 第1章:高分子材料老化动力学基础与环境因素分类 本章首先回顾了高分子热力学和动力学理论,重点阐述了自由体积理论、链段运动理论在理解材料老化过程中的应用。 详细分类了极端环境(包括:真空、高能粒子流、高应力耦合、腐蚀性化学介质)的特征参数及其对高分子主链和侧基的攻击模式(如:自由基生成、链断裂、交联反应)。 引入了“环境因子累积损伤模型”的初步概念。 第2章:高能辐射(γ射线、电子束、质子流)下的材料损伤机理 深入剖析了不同能量辐射对聚合物链的直接与间接电离效应。 比较了聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)等材料在辐射交联和辐射降解之间的竞争关系,以及由此导致的脆化现象。 讨论了利用氢化或氟化策略提高材料的抗辐射能力的微观机理。 第3章:超低温与高湿热循环的相变与界面效应 聚焦于深空、极地环境。分析了玻璃化转变温度($T_g$)以下的分子链运动受限状态,以及快速降温导致的残余应力累积。 详细阐述了冻融循环和高湿环境下水分子在材料内部的渗透、析出过程,特别是对复合材料界面(如纤维与基体界面)的脱粘影响。 第二部分:特定腐蚀环境下的材料响应与失效分析 (第4-7章) 第4章:强酸强碱介质中的化学侵蚀与溶胀行为 探讨了聚酰胺(PA)和聚酯(PET)在浓硫酸或强碱溶液中发生的水解反应动力学模型。 引入了化学溶胀度与材料吸水率的耦合分析方法,解释了材料刚度降低的机制。 着重分析了对高分子材料表面进行氟化或硅烷化处理后的耐化学腐蚀性能提升效果。 第5章:氧化性气氛与臭氧老化对弹性体的破坏 集中研究丁基橡胶、天然橡胶等弹性体在动态应力作用下与臭氧的反应动力学,即“Ozone Cracking”的产生与扩展。 建立了基于臭氧浓度梯度和应力集中点的裂纹萌生寿命预测模型。 对比了添加防老剂(如对苯二胺类)对抑制链断裂的有效性。 第6章:生物降解与微环境协同作用 虽然主要研究极端物理化学环境,本章特别关注了在潮湿、温和生物环境(如土壤、海洋)中,高分子材料面临的酶促降解和微生物侵蚀的风险。 讨论了医疗植入物和农用地膜材料面临的特定挑战。 第7章:材料的应力腐蚀开裂(SCC)与疲劳耦合 这是本书的重点之一。分析了在特定化学介质(如氯离子)存在下,机械载荷对材料裂纹萌生和扩展速度的加速作用。 应用断裂力学原理,结合环境化学参数,推导了高分子材料的$da/dt-K_{I,env}$曲线。 第三部分:先进防护技术与寿命评估 (第8-12章) 第8章:纳米尺度防护涂层设计与应用 详述了利用纳米颗粒(如纳米二氧化硅、碳纳米管)增强聚合物基体的力学性能和阻隔性能。 重点介绍了等离子体聚合(PECVD)技术在制备超薄、致密、高交联度保护层上的应用及其对基材老化的延缓作用。 第9章:化学改性策略:共聚与接枝技术 系统介绍了通过分子结构设计来提升材料内在抗老化性能的方法,如引入高稳定性的芳香族结构、氟原子或硅氧烷链段。 讨论了通过自由基引发的“原位”接枝聚合技术,以改善材料表面的疏水性或亲和性。 第10章:老化损伤的无损评估技术(NDT) 介绍了用于监测高分子材料内部损伤的先进技术,包括:动态热机械分析(DMA)、差示扫描量热法(DSC)对结晶度和$T_g$变化的敏感性分析。 探讨了超声波衰减谱、荧光光谱技术在早期裂纹和氧化产物检测中的应用潜力。 第11章:基于数据驱动的寿命预测模型 从工程可靠性角度出发,介绍了Arrhenius模型、Weibull分布在描述老化失效概率中的应用。 引入机器学习(如神经网络)方法,利用多参数(温度、应力、时间、介质浓度)输入,对复杂耦合环境下的残余寿命进行回归预测。 第12章:案例分析:航天级高分子材料的极端环境适应性 通过对空间站部件、火箭燃料箱衬里等实际工程案例的分析,总结了不同防护策略在实际应用中的成功与不足,并提出了未来材料研究的方向。 适用读者 本书适合从事高分子材料科学与工程、化学工程、航空航天材料、核技术应用等领域的研究人员、高校教师及高年级本科生、研究生阅读。同时,对于需要设计、选型和评估关键高分子部件在严苛工况下可靠性的工程技术人员,本书提供了详实的理论依据和实用的工具方法。 ---

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作为一名在航空领域工作的工程师,我非常关注《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》这本书能否提供关于特定航空铝合金(如2xxx和7xxx系列)在严苛服役环境下的腐蚀行为和损伤评价的详细信息。航空结构承受着复杂多变的载荷和环境,包括高空低温、温度循环、以及沿海或机场区域的盐雾腐蚀等。我期望书中能够深入分析这些特定铝合金在这些典型航空应用场景下的腐蚀机理,例如,2xxx系列铝合金中的Cu-Mg相在腐蚀过程中的作用,以及7xxx系列铝合金中Zn-Mg-Al沉淀相对耐蚀性的影响。我希望书中能提供关于这些合金在不同腐蚀介质(如NaCl溶液、SO2气体、航空燃油等)中的腐蚀速率、腐蚀形貌以及电化学行为的详细实验数据和分析。更重要的是,我关注的是如何评价这些航空铝合金结构的腐蚀损伤程度,以及如何根据损伤情况进行维护和修复。我希望书中能够介绍适用于航空结构的无损检测技术(如超声波、涡流、X射线成像等)在检测铝合金腐蚀缺陷方面的应用,并提供关于如何量化腐蚀深度和评估损伤对结构承载能力影响的指导。此外,针对航空领域常见的应力腐蚀开裂(SCC)问题,我期望书中能提供针对特定航空铝合金的抗SCC性能评价方法,以及有效的防护和修复措施,例如,如何通过优化热处理工艺来提高抗SCC能力,以及如何进行有效的局部损伤修补以保证结构的安全性和可靠性。这本书的专业性和针对性,将直接决定其对我在航空领域工作的影响。

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我作为一名致力于铝合金材料应用的研究人员,对《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》这本书的期待,首先在于它能否提供关于铝合金腐蚀电化学行为的深度解析。我非常希望书中能够详细阐述铝合金在不同腐蚀介质中的电化学反应路径,包括阳极溶解过程、阴极反应(如氧还原、析氢反应)的动力学参数,以及腐蚀过程中钝化膜的形成、破坏与再钝化的机制。这对于理解腐蚀的根源至关重要。我期望书中能够系统介绍各种电化学测试技术在铝合金腐蚀研究中的应用,如动电位极化曲线(用于确定腐蚀电位、腐蚀电流密度、钝化行为等)、电化学阻抗谱(EIS,用于分析腐蚀过程中的电荷转移、扩散等阻抗成分)以及法拉第阻抗技术等。我尤其关注如何利用这些电化学数据来评价铝合金的耐蚀性等级,以及如何通过调整合金成分、表面处理或电解质环境来优化其电化学性能。书中如果能包含不同环境(如酸性、碱性、中性溶液、盐雾环境等)下铝合金的电化学行为对比分析,将非常有益。此外,我希望书中能够深入探讨点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)等局部腐蚀形式的电化学诱因和演化过程,并提供相应的电化学评价方法,例如,通过测量点蚀萌生电位、腐蚀速率曲线等来量化这些损伤。这本书的电化学内容将直接影响我对铝合金腐蚀机制的理解深度,并为我后续的实验设计提供重要的理论指导。

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作为一名初入材料科学领域的学者,我对于《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》这本书抱有极大的学习热情。我深知铝合金在现代工业中的重要地位,尤其是在航空航天等对材料性能要求极其严苛的领域,铝合金的应用前景广阔。然而,铝合金的耐蚀性问题一直是限制其更广泛应用的一大挑战。我希望通过阅读这本书,能够系统地学习铝合金腐蚀的基础理论,理解腐蚀发生的电化学原理,以及不同腐蚀类型(如均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等)的发生机理和影响因素。我对书中如何从微观角度分析腐蚀过程非常感兴趣,例如,通过电子显微镜技术(SEM、TEM)观察腐蚀形貌、腐蚀产物和微观组织的演变,以及利用能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)来确定腐蚀产物的成分和晶体结构。同时,我也期望书中能够提供关于如何进行腐蚀评价的方法,包括实验设计、数据采集和分析。特别是,我希望了解书中是否介绍了先进的腐蚀监测技术,例如可以实时监测材料表面电位变化的传感器,或者能够无损评价腐蚀深度的光学或声学方法。在评价体系方面,我希望书中能够清晰地阐述如何将实验室研究的腐蚀数据转化为对实际工程结构寿命的预测,例如,如何建立基于腐蚀速率的寿命预测模型,或者如何利用损伤容限设计理念来指导结构的安全评估。这本书的内容将是我深入理解铝合金腐蚀并开展相关研究的基石,我期待它能为我指明方向,提供可靠的理论和技术指导。

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作为一名对先进材料表征技术充满兴趣的学生,我对《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》这本书寄予厚望,希望它能提供关于铝合金腐蚀损伤的微观机理分析的详尽阐述。我深知,要透彻理解腐蚀的发生发展过程,就必须深入到原子、分子乃至晶格层面进行观察和分析。因此,我非常期待书中能够详细介绍各种先进的显微分析技术在铝合金腐蚀研究中的应用。这包括但不限于扫描电子显微镜(SEM),用于观察腐蚀形貌、腐蚀产物、以及腐蚀坑的微观结构;透射电子显微镜(TEM),用于分析腐蚀过程中晶格畸变、位错运动以及相变等微观结构变化;原子力显微镜(AFM),用于测量腐蚀表面的三维形貌和表面粗糙度,以及纳米尺度的腐蚀行为;能量色散X射线光谱(EDS)或波长色散X射线光谱(WDS),用于分析腐蚀产物的元素组成和分布;X射线光电子能谱(XPS),用于分析腐蚀产物的化学状态和表面成分;以及俄歇电子能谱(AES),用于表面化学态的分析。我希望书中能够提供大量的显微照片和谱图,并对这些数据进行深入的解读,从而揭示铝合金在不同腐蚀环境下,其表面钝化膜的形成与破坏、点蚀的萌生与扩展、以及晶界腐蚀等过程的微观机制。了解这些微观层面的信息,将有助于我更准确地判断铝合金的耐蚀性,并为开发更有效的防腐和修复技术提供理论依据。

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我对于《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》这本书的期待,更多地源于我对材料失效分析的深刻认识。在实际工程项目中,我曾多次参与或接触到因材料腐蚀导致的结构失效案例,其中铝合金结构由于其广泛的应用,也占有相当大的比例。这些案例往往不是简单的表面氧化,而是涉及到复杂的电化学过程、微观组织的演变以及宏观力学性能的衰减。因此,我期望这本书能够超越基础的腐蚀理论,深入到微观层面,详尽地阐述铝合金在不同环境介质中的腐蚀机理,例如阳极溶解过程、阴极反应、腐蚀产物的形成与演变等。我非常希望书中能详细讲解不同种类腐蚀(如均匀腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、应力腐蚀开裂等)的具体诱因、发展规律以及其对材料性能的影响机制。例如,在点蚀方面,我希望了解引发点蚀的临界点蚀电位(CEPs)是如何受到合金成分、表面状态以及环境因素的影响的,以及点蚀坑的形核、扩展和钝化过程。对于应力腐蚀开裂(SCC),我期望书中能够深入分析应力、环境和材料三者之间的协同作用,详细介绍SCC的断裂模式(如穿晶断裂、沿晶断裂)及其微观断口形貌特征。此外,书中对于如何评价铝合金结构的腐蚀损伤程度,如何量化腐蚀速率,以及如何建立可靠的损伤预测模型,是我尤为关注的部分。这包括但不限于使用电化学技术(如动电位扫描、电化学阻抗谱)、失重法、以及宏观和微观形貌分析来评估腐蚀的严重程度,并在此基础上,如何利用这些数据来预测结构的剩余寿命,为维护决策提供科学依据。这本书的深度和广度,将直接决定其是否能成为我手中一项有价值的工具。

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我是一位对材料的长期稳定性及其可靠性评价抱有浓厚兴趣的工程师,《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》这本书对我而言,更侧重于其在长期服役评估方面的指导意义。我希望书中能够提供关于如何进行铝合金结构的长期腐蚀损伤预测的理论模型和方法。这包括但不限于,如何利用加速腐蚀试验的结果,通过数学模型(如Arrhenius方程、幂律模型等)来推算铝合金在实际服役条件下的腐蚀速率和寿命。我尤其关注书中是否会介绍一些基于概率论或统计学的寿命预测方法,例如,如何结合材料的固有分散性、环境因素的不确定性以及腐蚀发展规律,来评估结构在特定寿命周期内的失效概率。这对于进行可靠性设计和风险评估至关重要。我期望书中能够提供关于如何评估已发生腐蚀损伤的铝合金结构剩余寿命的技术,这可能涉及到对腐蚀深度的测量、对材料性能衰减的量化,以及对结构完整性的评估。书中若能提供关于如何利用有限元分析(FEA)等数值模拟技术,将腐蚀损伤的影响(如应力集中、材料性能退化)耦合到结构力学分析中,以预测结构在腐蚀状态下的力学响应和寿命,那将非常有价值。此外,我希望书中能提供关于如何制定有效的铝合金结构维护计划的指导,包括定期检查的频率、检测内容以及维护措施的依据,以最大限度地延长结构的服役寿命并确保其安全性。这本书对长期服役性能的关注,将直接关系到我在工程实践中对材料可靠性的管理和提升。

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我对《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》一书的期望,主要集中在其对铝合金腐蚀防护策略的探讨以及损伤修复技术的介绍上。尽管深入了解腐蚀机理和评价方法至关重要,但作为一名希望将理论知识应用于实践的工程师,我更关注的是如何有效阻止或减缓腐蚀的发生,以及如何在腐蚀已经发生后,能够对受损结构进行有效的修复,恢复其原有的性能。我希望书中能够详细介绍各种铝合金的表面处理技术,如阳极氧化、化学转化膜、镀层(如镍、铬、锌等)以及有机涂层等,并深入分析这些防护措施的防腐机理、适用范围以及在不同环境下的防护效果。此外,针对铝合金易于发生应力腐蚀开裂(SCC)的问题,我期望书中能提供关于如何通过优化合金成分、改进热处理工艺、控制残余应力以及选择合适的载荷条件来提高其抗SCC性能的建议。在损伤修复方面,我希望书中能够介绍当前主流的铝合金结构腐蚀损伤修复技术,例如,如何对局部腐蚀区域进行修补,如何采用粘接、焊接或机械连接等方式来恢复结构的完整性,以及如何评估修复后的结构性能。书中如果能提供关于腐蚀损伤对结构疲劳寿命影响的定量分析,以及如何基于损伤评估结果制定有效的维护和修复计划,那将对我非常有价值。能够学习到如何在实际工程中应用这些知识,解决铝合金结构在长期服役过程中所面临的实际问题,是阅读此书的最终目标。

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从一名结构工程师的角度来看,《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》这本书提供了一个了解铝合金结构在长期服役过程中面临的关键挑战的绝佳机会。在我们设计的桥梁、飞机机身、车辆框架等结构中,铝合金的轻质高强特性使其成为理想的材料选择。然而,材料的性能不仅仅取决于其初始状态,更与其在实际工作环境中的长期表现息息相关,而腐蚀无疑是影响铝合金结构性能最普遍、最严峻的因素之一。我非常期待书中能够详细解析不同类型的铝合金(例如7000系列的高强度合金,5000系列的耐蚀性合金,以及航空领域常用的2000系列合金)在遭受各种腐蚀环境(如沿海地区的盐雾腐蚀、工业区的酸雨腐蚀、以及高温高湿环境下的加速腐蚀)时的表现差异。我希望书中能提供关于铝合金腐蚀加速试验的详细方法和标准,以及如何将这些试验结果外推到实际服役条件下的指导。更重要的是,我关注的是如何“评价”腐蚀损伤。这意味着我需要了解如何对已发生腐蚀的铝合金结构进行定性和定量的评估,例如通过无损检测技术(如超声波、涡流检测)来识别腐蚀区域和深度,以及如何利用这些检测结果来判断结构的完整性和剩余承载能力。书中如果能提供关于腐蚀损伤对结构整体刚度、强度、疲劳寿命等关键力学性能影响的分析,那就更加理想了。例如,腐蚀坑的存在是否会成为应力集中源,从而加速疲劳裂纹的萌生和扩展?如何根据腐蚀的程度来调整结构的可靠度指标?这些都是我在实际工程设计和维护中需要面对的问题,希望这本书能够提供切实可行的解决方案和理论支撑。

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作为一名长年奋战在材料科学领域的研究生,我对《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》这本书的期望值可谓是相当高。在我的认知里,铝合金因其优异的比强度、良好的导电性和导热性,以及出色的加工性能,在航空航天、汽车制造、建筑工程等关键领域占据着举足轻重的地位。然而,铝合金的化学活性也相对较高,尤其是在特定环境中,其腐蚀损伤问题是影响结构安全性和使用寿命的重大隐患。我一直以来都希望能够找到一本系统性强、理论扎实、实验数据详实,并且能够清晰阐述铝合金腐蚀机理,深入分析各种腐蚀形式(如点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等)发生发展过程,同时又能提供一套科学、可行的损伤评价方法和预测模型的著作。我特别关注书中是否能够对不同合金牌号、不同制造工艺下铝合金的耐蚀性进行对比分析,以及针对实际工程应用中遇到的复杂腐蚀环境(如海洋大气、工业大气、化学介质等)提出的防护策略和修复技术。此外,书中对于先进的腐蚀检测技术和无损评价手段的介绍,例如电化学阻抗谱、极化曲线、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)在腐蚀形貌和微观结构分析中的应用,以及数值模拟在预测腐蚀行为中的作用,也都是我非常期待的内容。我希望这本书不仅能为我提供扎实的理论基础,更能指导我开展相关的实验研究,解决实际工程中遇到的难题,从而为提升铝合金结构的安全性和可靠性贡献力量。这本书的问世,无疑是为我这样寻求专业知识的读者提供了一个极佳的学习和研究平台,我迫不及待地想要一窥其究竟,深入了解铝合金腐蚀损伤的奥秘。

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作为一名对材料疲劳性能有着浓厚兴趣的研究者,我非常期待《铝合金结构腐蚀损伤研究与评价》一书能深入探讨腐蚀对铝合金结构疲劳寿命的影响。我深知,材料在服役过程中往往承受着循环载荷,而腐蚀的存在无疑会加速疲劳裂纹的萌生和扩展,显著降低结构的疲劳寿命。因此,我迫切希望书中能够详细阐述腐蚀如何与疲劳协同作用,产生所谓的“腐蚀疲劳”现象。我期望书中能够提供关于腐蚀对铝合金疲劳裂纹萌生起点的分析,例如,腐蚀坑或表面缺陷是否会成为疲劳裂纹的优先萌生源,以及腐蚀环境(如湿度、腐蚀介质浓度)对疲劳裂纹萌生速率的影响。在疲劳裂纹扩展方面,我希望书中能介绍腐蚀介质如何在裂纹尖端产生电化学作用,加速裂纹的生长,并分析腐蚀裂纹尖端的断口形貌特征,例如,是否会出现与纯疲劳断口不同的微观形貌。我特别关注书中关于如何评价腐蚀对铝合金疲劳性能影响的方法,这包括如何进行腐蚀疲劳试验,如何测量腐蚀疲劳裂纹扩展速率,以及如何利用这些数据来预测结构的剩余疲劳寿命。此外,我希望书中能够提供关于如何通过材料设计(如提高耐蚀性、优化晶粒度)、表面处理(如喷丸、钝化)以及改变服役环境来抑制腐蚀疲劳效应的策略。理解腐蚀与疲劳的耦合机制,并将腐蚀损伤纳入疲劳寿命评估模型,对于确保铝合金结构在复杂服役条件下的安全性至关重要,这是我阅读此书的核心期待。

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