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交通裝備鋁合金焊接結構疲勞分析與運維/交通技術精品著作系列

  • 作者：劉淅|責編:謝元//高星
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111821519
  • 出版日期：2026/10/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：152
人民幣：RMB 99 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統闡述了交通裝備鋁合金焊接結構的疲勞分析與運維理論、方法及關鍵技術。全書以裂紋擴展驅動力建模、服役退化載荷譜構建、疲勞剩餘壽命預測與狀態修策略優化為主線，構建了從損傷機理認知到維修決策實施的完整知識體系。
    在理論層面，本書引入CJP（Christopher-James-Patterson）模型與結構應力法，建立了能夠反映裂尖閉合效應與殘餘應力影響的裂紋擴展驅動力表徵方法。在方法層面，提出了基於數字圖像相關法（DIC）的裂尖場測量與模型參數識別技術，構建了考慮關鍵部件服役性能退化的多軸載荷譜，發展了基於響應面代理模型的結構應力高效計算方法。在應用層面，提出了融合結構應力法與CJP模型的裂紋擴展壽命預測方法，以及結構狀態驅動型維修策略優化框架（S2-CBM），形成了「疲勞預測-有限監測-維修決策」三位一體的狀態修路徑。
    本書可供交通裝備設計製造、結構完整性評估、運維管理等領域的科研人員和工程技術人員參考，也可作為高等院校車輛工程、力學、材料科學與工程等相關專業研究生的教學參考書。
作者介紹
劉淅|責編:謝元//高星
    劉淅，工學博士，副教授。主要從事交通裝備焊接結構疲勞壽命預測與智能運維領域的研究工作。先後參與國家自然科學基金面上項目、四川省科技計劃項目等多項科研課題，在鋁合金焊接結構裂紋擴展行為表徵、服役載荷譜構建、疲勞剩餘壽命預測及狀態修策略等方面取得了系統性研究成果。相關成果發表于Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures、International Journal of Structural Integrity等國際學術期刊。
目錄
前言
主要符號表
縮略詞表
第1章  交通裝備鋁合金焊接結構疲勞與運維概論
  1.1  交通裝備鋁合金焊接結構的工程應用與疲勞挑戰
  1.2  焊接結構疲勞分析與維修策略的技術演進
    1.2.1  疲勞壽命預測方法
    1.2.2  焊接結構裂紋擴展機理及疲勞剩餘壽命預測方法
    1.2.3  交通裝備維修策略的發展與轉型
  1.3  本書的知識體系與使用指引
第2章  焊接結構疲勞剩餘壽命預測理論
  2.1  焊接結構疲勞裂紋演化機制
    2.1.1  多場耦合特性對疲勞性能的影響
    2.1.2  焊接接頭的幾何不連續性
    2.1.3  疲勞破壞模式分類及力學特徵
  2.2  傳統疲勞剩餘壽命預測理論
    2.2.1  焊縫疲勞裂紋源分析
    2.2.2  基於S-N曲線的名義應力法
    2.2.3  局部彈塑性應變壽命預測方法
    2.2.4  斷裂力學方法
  2.3  裂紋擴展壽命預測
    2.3.1  CJP模型力學基礎與優勢
    2.3.2  結構應力法理論基礎與應用原理
    2.3.3  結合CJP模型與結構應力法的裂紋擴展壽命預測
第3章  基於CJP模型的焊接鋁合金裂紋擴展行為實驗研究
  3.1  數字圖像相關技術的基本原理與流程
    3.1.1  基於散斑匹配的變形表徵機制
    3.1.2  標準化測量體系的構建與驗證
  3.2  車體用焊接鋁合金疲勞裂紋擴展性能試驗
    3.2.1  高速列車鋁合金焊接車體特點及其焊接工藝
    3.2.2  高速列車鋁合金焊接車體材料及參數
    3.2.3  試驗方案
    3.2.4  疲勞裂紋擴展試驗
  3.3  疲勞裂紋擴展數據分析
    3.3.1  a-N數據處理方法
    3.3.2  a-N曲線擬合原理
    3.3.3  結果分析
  3.4  鋁合金試樣裂尖塑性區評估
    3.4.1  塑性區評估原理
    3.4.2  程序編製及結果處理
    3.4.3  結果討論
    3.4.4  有限元法驗證
  3.5  應力強度因子確定
    3.5.1  傳統應力強度因子計算
    3.5.2  CJP應力強度因子確定
    3.5.3  鋁合金焊接區的CJP模型
第4章  服役退化條件下的載荷譜構建與動態結構應力計算
  4.1  考慮服役性能退化的車體載荷時間歷程編製
    4.1.1  車輛剛柔耦合系統動力學模型
    4.1.2  關鍵部件退化對載荷特性的影響

    4.1.3  服役退化多因素下的載荷時間歷程編製
  4.2  車體焊縫關注點選取
    4.2.1  靜態關注點與動態關注點
    4.2.2  幾何關注點
    4.2.3  運用關注點
    4.2.4  綜合多因素的車體焊縫關注點選取
  4.3  車體焊縫關注點動應力高效計算
    4.3.1  響應面法
    4.3.2  動態結構應力計算及分析
    4.3.3  結構應力修正
    4.3.4  動態結構應力計算結果的對比驗證
第5章  焊接鋁合金車體裂紋擴展壽命預測方法
  5.1  車體鋁合金焊接接頭殘餘應力的影響分析
    5.1.1  殘餘應力數值模擬
    5.1.2  殘餘應力對接頭裂紋擴展特性的影響分析
  5.2  裂紋擴展壽命預測模型分析
    5.2.1  Paris方程與Forman方程
    5.2.2  CJP模型的疲勞預測特徵分析
    5.2.3  模型優選及適用性分析
  5.3  焊縫初始裂紋與臨界狀態確定
    5.3.1  初始裂紋建模參數設定
    5.3.2  臨界裂紋判據與失效狀態設定
  5.4  多模型對比與壽命預測分析
    5.4.1  關注點裂紋擴展驅動力計算
    5.4.2  車體疲勞裂紋擴展壽命計算及對比分析
第6章  基於疲勞剩餘壽命預測的狀態修策略
  6.1  維護範式演進與S2-CBM框架的提出
    6.1.1  計劃修模式的技術特徵與局限性
    6.1.2  狀態修的技術突破與適用邊界
    6.1.3  狀態修的範式革新與核心挑戰
  6.2  裂紋預測結果向維修行為的映射機制構建
    6.2.1  映射框架設計
    6.2.2  多狀態馬爾可夫退化鏈模型構建
    6.2.3  貝葉斯識別模型構建
  6.3  面向疲勞剩餘壽命的維修策略優化
    6.3.1  維修成本函數構建與參數更新
    6.3.2  裂紋狀態轉移機制建模
    6.3.3  最優策略求解演算法
    6.3.4  車體焊縫維修策略分析
    6.3.5  策略執行邏輯與部署建議
第7章  研究總結與技術發展展望
  7.1  核心理論方法與關鍵技術總結
  7.2  未來研究方向與工程應用前景
參考文獻

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