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防熱材料宏細觀燒蝕理論(上)(精)

  • 作者：梁軍//時聖波//李偉|責編:劉信力//田軼靜
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030826169
  • 出版日期：2025/12/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：272
人民幣：RMB 188 元      售價：元
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內容大鋼
    熱防護技術是關乎高超聲速飛行器安全、可靠、高效飛行的關鍵技術之一，防熱材料宏細觀燒蝕理論是開展熱防護材料與結構高溫服役性能評價，以及熱防護系統精細化設計的基礎和前提。本書基於作者團隊二十余年的科研成果和研究積累，從宏觀、細觀角度出發，上冊詳細闡述燒蝕型熱防護方案常用的硅基、碳基、炭化類防熱複合材料，以及樹脂基防熱塗層的燒蝕機理與傳熱/燒蝕性能表徵方法，論述防熱材料的熱-力-化多物理場耦合分析方法，服役過程中高溫力學性能的演化規律與預報方法，探討了防熱材料細觀燒蝕形貌、表面粗糙度，以及複合材料織物結構對燒/剝蝕耦合判據的影響機制。
    本書主要面向航空航天高超聲速飛行器防熱設計領域，可作為從事熱防護材料及結構設計、性能評價的工程技術人員和科研人員的參考用書，也可作為高等院校相關專業本科生、研究生的教學用書。
作者介紹
梁軍//時聖波//李偉|責編:劉信力//田軼靜
目錄
序
前言
第1章  熱防護材料與結構的分類及應用概述
  1.1  高溫熱環境來源
    1.1.1  氣動加熱
    1.1.2  發動機燃燒室熱環境
    1.1.3  能源系統內熱源
    1.1.4  工藝加熱
    1.1.5  火焰加熱
  1.2  燒蝕型防熱複合材料
    1.2.1  硅基類防熱材料
    1.2.2  碳基類防熱材料
    1.2.3  炭化類防熱材料
  1.3  熱防護材料燒蝕性能分析方法
    1.3.1  高溫熱考核試驗
    1.3.2  理論分析方法
    1.3.3  數值模擬方法
  1.4  熱防護材料的多尺度燒蝕機理及模型研究動態
    1.4.1  燒蝕過程的分類
    1.4.2  宏觀燒蝕機理及模型研究動態
    1.4.3  細觀燒蝕機理及模型研究動態
  參考文獻
第2章  防熱材料燒蝕問題基本方程
  2.1  熱分析動力學方程
    2.1.1  熱解動力學方程
    2.1.2  熱解反應三因子求解方法
  2.2  表面質量轉換關係
  2.3  氣體相擴散控制方程
  2.4  能量轉換關係
    2.4.1  能量守恆方程
    2.4.2  熱邊界條件
  2.5  不同熱化學狀態材料熱物性參數確定方法
  參考文獻
第3章  硅基類防熱材料宏觀燒蝕理論
  3.1  硅基類防熱複合材料的燒蝕機理
    3.1.1  靜態加熱條件下的熱分解特性
    3.1.2  動態燒蝕條件下燒蝕形貌分析
    3.1.3  微觀結構演化過程
  3.2  宏觀表面燒蝕理論
    3.2.1  表面燒蝕模型
    3.2.2  表面燒蝕理論
    3.2.3  燒蝕材料內部熱傳導方程
    3.2.4  算例分析
    3.2.5  表面燒蝕性能影響因素分析
  3.3  宏觀體積燒蝕理論
    3.3.1  輻射熱流載荷下燒蝕形貌分析
    3.3.2  體積燒蝕模型
    3.3.3  體積燒蝕理論
    3.3.4  體積燒蝕條件下熱響應特性分析
  參考文獻

第4章  碳基類防熱材料宏觀燒蝕理論
  4.1  碳基類防熱複合材料的熱化學燒蝕機理
  4.2  碳基類防熱複合材料的宏觀表面燒蝕理論
    4.2.1  表面熱化學平衡方程
    4.2.2  表面質量守恆方程
    4.2.3  表面能量守恆方程
    4.2.4  C/C複合材料的表面燒蝕過程分析
  4.3  碳基類防熱複合材料的宏觀燒蝕–熱響應耦合理論
    4.3.1  內部傳熱過程式控制制方程
    4.3.2  表面燒蝕後退動邊界問題解決策略
    4.3.3  C/C複合材料典型熱環境燒蝕–熱響應特性分析
  4.4  改性碳基類防熱複合材料的表面熱化學燒蝕機理
  4.5  改性碳基類防熱複合材料的宏觀表面燒蝕理論
    4.5.1  表面熱化學平衡方程
    4.5.2  抗燒蝕組元擴散方程
    4.5.3  WC-C/C複合材料的表面燒蝕過程分析
  4.6  考慮纖維/基體燒蝕非同步效應的宏細觀耦合燒蝕理論
  4.7  改性碳基類防熱複合材料典型熱環境燒蝕–熱響應特性分析
  參考文獻
第5章  炭化類防熱材料宏觀燒蝕理論
  5.1  炭化類防熱複合材料的裂解–阻塞防熱機理
  5.2  炭化類防熱複合材料的宏觀燒蝕理論
    5.2.1  熱解氣體質量守恆方程
    5.2.2  表界面層能量守恆方程
  5.3  炭化類防熱複合材料熱解/傳導模型的數值實現方法
    5.3.1  空間域及時間域離散化
    5.3.2  熱解氣體質量守恆方程離散化
    5.3.3  能量守恆方程離散化
  5.4  炭化類防熱複合材料典型工況防熱/隔熱性能分析
  參考文獻
第6章  防熱材料的微細觀表面燒蝕理論
  6.1  基於熱氧化反應的微細觀表面燒蝕模型
  6.2  基於有限體積法的微細觀表面燒蝕模型數值實現
    6.2.1  氣相域–固相域演化過程式控制制方程
    6.2.2  氣相–固相界面重構方法
    6.2.3  氣相域–固相域松耦合求解策略
    6.2.4  微細觀燒蝕模型算例驗證
  6.3  防熱材料表面微觀燒蝕行為分析
  6.4  防熱材料表面細觀燒蝕行為分析
    6.4.1  三維四向編織複合材料細觀幾何模型
    6.4.2  三維四向編織複合材料細觀燒蝕行為分析
  參考文獻
第7章  防熱材料的細觀體積燒蝕理論
  7.1  基於均勻性假設的體積燒蝕理論
    7.1.1  內部燒蝕傳熱控制方程
    7.1.2  宏觀體積燒蝕模型的有限元實現
  7.2  典型熱環境防熱材料內部燒蝕–傳熱過程分析
    7.2.1  吸熱機理對總吸熱量貢獻權重分析
    7.2.2  熱解氣體流動對傳熱過程的影響規律
    7.2.3  溫度和內壓分佈

  7.3  考慮細觀幾何特徵的組分相細觀體積燒蝕理論
    7.3.1  組分相燒蝕–傳熱基本控制方程
    7.3.2  組分相熱物理和熱輸運性能預報方法
  7.4  基於有限體積法的防熱複合材料細觀體積燒蝕理論
  7.5  三維四向編織防熱複合材料內部細觀體積燒蝕–傳熱過程分析
    7.5.1  溫度響應規律
    7.5.2  內壓響應規律
    7.5.3  內部細觀燒蝕傳熱過程影響因素分析
  參考文獻
第8章  防熱材料的燒蝕/剝蝕理論
  8.1  體積燒蝕引起的防熱材料內部損傷和力學性能衰減分析
    8.1.1  熱–力–化多場耦合條件下的基本控制方程
    8.1.2  基於熱和力學本構關係的有限元實現
    8.1.3  典型熱環境三維四向編織碳/酚醛複合材料熱損傷分析
  8.2  防熱複合材料的細觀燒蝕/剝蝕機理及失效判據
    8.2.1  纖維單絲折斷和剝落機理
    8.2.2  2.5D機織防熱複合材料代表性單胞機械剝蝕機理及剝蝕判據
    8.2.3  3D編織防熱複合材料代表性單胞機械剝蝕機理及失效判據
  8.3  防熱複合材料典型工況細觀燒蝕/剝蝕行為分析
    8.3.1  燒蝕/剝蝕耦合策略
    8.3.2  2.5D機織防熱複合材料的燒蝕/剝蝕行為分析
    8.3.3  3D編織防熱複合材料的燒蝕/剝蝕行為分析
  8.4  基於細觀機械剝蝕因子的防熱複合材料宏觀燒蝕/剝蝕模型修正
    8.4.1  防熱材料細觀結構特徵對燒蝕/剝蝕行為的影響規律
    8.4.2  基於細觀燒蝕/剝蝕模型的機械剝蝕因子確定
  參考文獻

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