本书为“航空材料科学与工程丛书”之一。本书针对航空发动机先进材料力学性能表征与评价这一主题，系统阐述了航空发动机先进材料力学性能试验技术和表征方法的相关内容，并结合实际工程应用，探讨了力学性能表征领域相关的新材料、新需求和新进展。全书共分为7章，内容涉及航空发动机材料力学性能研究进展和发展趋势；航空发动机叶片材料的超高周疲劳试验技术；航空发动机涡轮盘粉末合金的高温疲劳损伤及演化；航空发动机用增材制造合金的疲劳性能表征与评价；航空发动机用树脂基复合材料力学性能测试与表征技术；航空发动机用陶瓷基复合材料力学性能测试与表征技术；基于机器学习的航空发动机材料疲劳寿命预测等。

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2002.09-2006.07 武汉理工大学 学士 2006.09-2009.07 西安交通大学 硕士 2013.09-2013.01 中国科学院大学 博士2013.03-2015.01 北京航空材料研究院检测研究中心 博士后研究人员 2015.01-2015.09 北京航空材料研究院检测研究中心 工程师 2015.09-2021.09 北京航空材料研究院检测研究中心 高级工程师 2021.09-至今 北京航空材料研究院检测研究中心 研究员固体力学，材料的力学性能中国材料研究学会疲劳分会理事 中国机械工程学会材料分会委员

目录
总序
前言
第1章 绪论 1
1.1 航空发动机材料的特点 1
1.2 航空发动机材料力学性能概述 3
1.3 航空发动机材料力学性能测试与表征技术现状 5
1.3.1 力学性能测试技术现状 5
1.3.2 力学性能数据处理和表达 10
1.4 航空发动机材料力学性能测试与表征技术发展趋势 12
参考文献 13
第2章 航空发动机叶片材料的超高周疲劳试验技术 15
2.1 引言 15
2.2 航空发动机叶片材料及其超高周疲劳问题 16
2.2.1 航空发动机叶片 16
2.2.2 航空发动机叶片材料的超高周疲劳问题 17
2.3 航空发动机叶片材料的超高周疲劳试验技术 18
2.3.1 常规疲劳试验设备 19
2.3.2 超声疲劳试验技术 21
2.3.3 基于振动台的超高周疲劳试验技术 25
2.4 典型航空发动机叶片材料的超高周疲劳研究 29
2.4.1 单晶涡轮叶片材料超高周疲劳的薄壁效应 29
2.4.2 压气机叶片的超高周疲劳的缺口影响 33
2.5 展望 37
参考文献 38
第3章 航空发动机涡轮盘粉末高温合金的高温疲劳损伤及演化 41
3.1 引言 41
3.2 涡轮盘用粉末高温合金材料疲劳研究现状 42
3.2.1 微结构对疲劳性能的影响 42
3.2.2 加载条件对疲劳性能的影响 44
3.3 粉末高温合金的裂纹萌生扩展及止裂机制 45
3.3.1 疲劳载荷对疲劳短裂纹扩展行为的影响 45
3.3.2 微结构对疲劳短裂纹扩展行为的影响 52
3.3.3 粉末合金疲劳裂纹萌生与扩展逆向设计对策与止裂建议 56
3.4 粉末高温合金的高温低周疲劳的分散性研究 59
3.4.1 疲劳寿命分散性与裂纹萌生机理分析 59
3.4.2 疲劳微观失效机制分析 61
3.4.3 FGH96高温合金裂纹萌生寿命预测模型 65
3.5 粉末高温合金的缺陷表征与可靠性分析 69
3.5.1 粉末高温合金缺陷CT检测与表征 69
3.5.2 基于晶体塑性的FGH96高温合金疲劳行为数值模拟 72
3.5.3 FGH96高温合金概率疲劳载荷安全区 75
3.6 展望 77
参考文献 78
第4章 航空发动机用增材制造合金的疲劳性能表征与评价 80
4.1 引言 80
4.2 增材制造合金在航空发动机中的应用概述 81
4.2.1 增材制造技术基本概念 81
4.2.2 增材制造技术在航空发动机中的应用 83
4.3 增材制造合金的高周疲劳性能及缺陷影响 89
4.3.1 增材制造合金的高周疲劳性能 89
4.3.2 缺陷对增材制造合金的高周疲劳性能的影响 92
4.4 增材制造合金的疲劳裂纹扩展行为与寿命预测 108
4.4.1 增材制造合金长裂纹扩展行为 109
4.4.2 增材制造合金小裂纹扩展行为 112
4.4.3 增材制造合金基于断裂力学的疲劳寿命预测 115
4.5 增材制造发动机特征模拟件的疲劳性能 116
4.6 展望 119
参考文献 120
第5章 航空发动机用树脂基复合材料力学性能测试与表征技术 127
5.1 引言 127
5.2 树脂基复合材料在航空发动机中的应用概述 127
5.3 聚合物基纺织复合材料的本征力学性能测试与表征 131
5.3.1 纺织复合材料结构的描述 131
5.3.2 纺织复合材料的力学建模 135
5.3.3 纺织复合材料基本力学性能测试方法与标准 139
5.4 树脂基复合材料的近服役条件下力学性能测试与表征 140
5.4.1 低速冲击试验 140
5.4.2 弹道测试 141
5.4.3 基于霍普金森杆的复合材料动态性能表征 142
5.4.4 复合材料的疲劳试验 144
5.4.5 湿热环境对复合材料力学行为的影响 146
5.5 展望 148
参考文献 148
第6章 航空发动机用陶瓷基复合材料力学性能测试与表征技术 152
6.1 引言 152
6.2 陶瓷基复合材料力学性能研究现状 153
6.2.1 陶瓷基复合材料力学性能数据梳理 153
6.2.2 本征静态力学性能 154
6.2.3 疲劳和蠕变等耐久性能 154
6.2.4 增韧前后性能对比 156
6.2.5 国外陶瓷基复合材料性能对比 158
6.2.6 国外陶瓷基复合材料力学性能检测标准分析 159
6.3 陶瓷基复合材料力学性能测试与表征技术现状 161
6.3.1 材料级力学性能检测技术及测试标准 161
6.3.2 近服役条件下力学性能检测技术现状 163
6.4 展望 169
参考文献 169
第7章 基于机器学习的航空发动机材料疲劳寿命预测 173
7.1 引言 173
7.2 机器学习方法综述 174
7.2.1 机器学习模型介绍 174
7.2.2 机器学习预测流程 177
7.3 基于纯数据驱动的发动机材料疲劳寿命预测 179
7.4 结合物理知识-数据驱动的发动机材料疲劳寿命预测 190
7.4.1 特征构造 192
7.4.2 物理知识融入模型 193
7.4.3 物理知识融入损失函数 195
7.5 展望 196
参考文献 197
关键词索引 201