目錄
叢書(shū)序
前言
第1章 緒論 1
1.1 材料服役行為研究范式、分類(lèi)與失效案例 1
1.1.1 材料服役行為的研究范式 1
1.1.2 材料服役行為的分類(lèi) 3
1.1.3 材料服役失效案例 3
1.2 材料、構(gòu)件、服役環(huán)境與評(píng)價(jià)方法的關(guān)系 4
1.3 材料服役行為評(píng)價(jià)與模擬方法 5
1.3.1 材料服役行為評(píng)價(jià)方法 5
1.3.2 材料服役行為模擬方法 5
1.4 材料服役行為評(píng)價(jià)與模擬方法的合理選擇與使用 6
參考文獻(xiàn) 7
第2章 疲勞與斷裂 8
2.1 疲勞與斷裂基本概念 8
2.1.1 斷裂基本概念 9
2.1.2 疲勞基本概念 18
2.2 疲勞與斷裂評(píng)價(jià)基本原理 29
2.2.1 斷裂評(píng)價(jià)基本理論與判據(jù) 29
2.2.2 疲勞評(píng)價(jià)基本理論與壽命預(yù)測(cè)方程 31
2.3 疲勞與斷裂評(píng)價(jià)及模擬方法 34
2.3.1 抗疲勞與斷裂設(shè)計(jì)方法 34
2.3.2 斷裂模擬 35
2.3.3 疲勞模擬 36
2.4 疲勞與斷裂評(píng)價(jià)案例分析 37
2.4.1 基于經(jīng)典模型的疲勞壽命預(yù)測(cè) 37
2.4.2 加速疲勞壽命預(yù)測(cè) 37
2.4.3 高通量試驗(yàn) 38
2.4.4 機(jī)器學(xué)習(xí) 38
2.5 總結(jié)與展望 41
習(xí)題 42
參考文獻(xiàn) 42
第3章 蠕變 44
3.1 蠕變的基本概念 44
3.1.1 蠕變的定義 44
3.1.2 蠕變曲線 44
3.1.3 蠕變變形和斷裂機(jī)制 45
3.1.4 影響蠕變性能的主要因素 51
3.2 蠕變?cè)u(píng)價(jià)的基本研究方法 53
3.2.1 常規(guī)蠕變?cè)囼?yàn) 53
3.2.2 蠕變基本方程 54
3.3 蠕變高效評(píng)價(jià)與模擬方法 56
3.3.1 基于持久試驗(yàn)的理論外推法 56
3.3.2 基于蠕變曲線的壽命外推法 59
3.3.3 基于人工智能的蠕變?cè)u(píng)價(jià)方法 60
3.4 蠕變高效評(píng)價(jià)與模擬案例分析 61
3.4.1 基于高通量實(shí)驗(yàn)的多尺度表征 61
3.4.2 基于有限元方法的蠕變研究 61
3.4.3 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的蠕變壽命預(yù)測(cè) 63
3.5 總結(jié)與展望 64
習(xí)題 65
參考文獻(xiàn) 65
第4章 高溫氧化 67
4.1 高溫氧化的基本概念 67
4.1.1 金屬高溫氧化的定義 67
4.1.2 高溫氧化的基本原理 68
4.2 高溫氧化研究方法 74
4.2.1 高溫氧化動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn) 74
4.2.2 高溫氧化動(dòng)力學(xué)測(cè)量方法 75
4.2.3 數(shù)值模擬技術(shù) 76
4.3 純金屬與合金的高溫氧化與防護(hù) 78
4.3.1 純金屬的高溫氧化 78
4.3.2 合金的高溫氧化 80
4.3.3 復(fù)雜環(huán)境下的高溫氧化 82
4.3.4 高溫防護(hù)涂層 87
4.4 人工智能加速抗氧化材料設(shè)計(jì)案例 90
4.4.1 機(jī)器學(xué)習(xí)輔助高溫抗氧化材料設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā) 90
4.4.2 高通量加速設(shè)計(jì)高溫抗氧化材料 91
4.5 總結(jié)與展望 92
習(xí)題 93
參考文獻(xiàn) 93
第5章 腐蝕 96
5.1 腐蝕的基本概念 96
5.1.1 腐蝕的類(lèi)型和防護(hù)技術(shù) 96
5.1.2 腐蝕防護(hù)技術(shù)的類(lèi)型 97
5.2 腐蝕的基本研究方法 98
5.2.1 戶外試驗(yàn) 98
5.2.2 室內(nèi)加速試驗(yàn) 100
5.2.3 材料腐蝕的模擬計(jì)算 102
5.3 人工智能在腐蝕研究中的應(yīng)用 104
5.3.1 高通量實(shí)驗(yàn) 104
5.3.2 大規(guī)模計(jì)算 107
5.3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè) 110
5.3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)管理與維護(hù) 113
5.4 人工智能加速耐蝕新材料設(shè)計(jì)案例 113
5.4.1 AI 加速耐蝕材料設(shè)計(jì) 113
5.4.2 大氣腐蝕預(yù)測(cè)及腐蝕地圖繪制 116
5.4.3 基于液滴微陣列技術(shù)高通量評(píng)估碳鋼表面緩蝕劑的緩蝕性能 118
5.4.4 機(jī)器學(xué)習(xí)輔助高效自修復(fù)自預(yù)警復(fù)合涂層材料的優(yōu)化設(shè)計(jì) 119
5.4.5 3 L-DMPNN：基于分子結(jié)構(gòu)圖預(yù)測(cè)緩蝕劑性能 121
5.5 機(jī)遇、挑戰(zhàn)與未來(lái)展望 124
5.5.1 機(jī)遇 124
5.5.2 挑戰(zhàn) 125
5.5.3 未來(lái)展望 126
習(xí)題 126
參考文獻(xiàn) 126
第6章 摩擦磨損 130
6.1 摩擦磨損的基本概念 130
6.1.1 摩擦的基本概念 130
6.1.2 磨損的基本概念 135
6.2 摩擦磨損的影響因素 148
6.2.1 摩擦系數(shù)的影響因素 148
6.2.2 摩擦引起的各種效應(yīng) 151
6.3 摩擦磨損的研究方法 153
6.3.1 試驗(yàn)測(cè)試方法 153
6.3.2 有限元法 154
6.3.3 分子動(dòng)力學(xué)模擬 155
6.3.4 機(jī)器學(xué)習(xí) 156
6.4 計(jì)算模擬在摩擦磨損中的應(yīng)用案例 156
6.4.1 有限元在摩擦磨損中的應(yīng)用 156
6.4.2 分子動(dòng)力學(xué)模擬在摩擦磨損中的應(yīng)用 157
6.4.3 機(jī)器學(xué)習(xí)在摩擦磨損中的應(yīng)用 157
6.5 總結(jié)與展望 159
習(xí)題 160
參考文獻(xiàn) 160
第7章 輻照損傷 162
7.1 輻照損傷的基本概念 162
7.1.1 輻照損傷簡(jiǎn)介 162
7.1.2 輻照缺陷的形成與表征 167
7.1.3 輻照損傷分類(lèi) 174
7.2 輻照缺陷基本研究方法 180
7.2.1 輻照裝置與實(shí)驗(yàn)方法 180
7.2.2 輻照損傷評(píng)價(jià)方法 182
7.3 輻照損傷的模擬與計(jì)算 184
7.3.1 輻照損傷的多尺度計(jì)算模擬 184
7.3.2 人工智能的應(yīng)用 185
7.4 人工智能在輻照損傷中的設(shè)計(jì)案例 187
7.4.1 基于機(jī)器學(xué)習(xí)勢(shì)函數(shù)的缺陷動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè) 187
7.4.2 基于機(jī)器學(xué)習(xí)描述符的輻照響應(yīng)預(yù)測(cè) 188
7.5 總結(jié)與展望 189
習(xí)題 190
參考文獻(xiàn) 190