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FATIGUE OF MATERIALS AND STRUCTURES. Physics and Data Science

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Referencia: Código 11550

DESCRIPCIÓN:

Junio de 2025 - Qingyuan Wang... - Refª 11550

CONTENIDO:

Qingyuan Wang, Shun-Peng Zhu, José Correia, Abílio De Jesus, Grzegorz Lesiuk

Junio de 2025 Páginas: 494 Edición en tapa dura

Código 11550 ISBN/EAN: 9781032497556

DESCRIPTION:

Fatigue failure of engineering materials and structures has long been a great challenge for structural integrity, reliability and safety in mechanical, civil and aerospace engineering. These failure mechanisms and their modeling are critical concerns for managing aging structures, and directly affect sustainability across society.

In this context, the fundamental theories and methods of fatigue failure of engineering materials and structures are discussed in detail. Fatigue damage accumulation, crack initiation and crack growth analysis are presented from materials to structures, deterministic to probabilistic fatigue, physics to data science, uniaxial to multiaxial fatigue, and extremely low cycle fatigue to very high cycle fatigue. The focus is on mechanical understanding and risk management for design, maintenance, and operation.

Some recent advancements include fatigue of additive manufactured (AM) metals and advanced materials, which could potentially transform fatigue analysis and offer new perspectives on fatigue failure mechanisms and reliability design. Both experimental supporting evidence and simulation benefits are demonstrated. It integrates recent developments in artificial intelligence with fatigue in AM metals and advanced materials. It provides case studies, and future research challenges for the fusion of fatigue physics modeling with data analytics, for graduate students and advanced practitioners.

Biography

Qingyuan Wang is a Professor and the President of Chengdu University, China and a Professor at Sichuan University, China as well as a fellow of the International Association of Advanced Materials.

Shun-Peng Zhu is Professor at University of Electronic Science and Technology of China.

José Correia is a Researcher at the University of Porto, Portugal.

Abílio de Jesus is an Associate Professor at the University of Porto, Portugal.

Grzegorz Lesiuk is a Professor at the Wrocław University of Technology in Poland.

Descripción

El fallo por fatiga de materiales y estructuras de ingeniería ha sido durante mucho tiempo un gran desafío para la integridad estructural, la fiabilidad y la seguridad en la ingeniería mecánica, civil y aeroespacial. Estos mecanismos de fallo y su modelado son cruciales para la gestión del envejecimiento de las estructuras y afectan directamente a la sostenibilidad de la sociedad.

En este contexto, se analizan en detalle las teorías y métodos fundamentales de fallo por fatiga en materiales y estructuras de ingeniería. Se presenta el análisis de la acumulación de daño por fatiga, la iniciación y el crecimiento de grietas, desde los materiales hasta las estructuras, desde la fatiga determinista hasta la probabilística, desde la física hasta la ciencia de datos, desde la fatiga uniaxial hasta la multiaxial, y desde la fatiga de ciclo extremadamente bajo hasta la fatiga de ciclo muy alto. El enfoque se centra en la comprensión mecánica y la gestión de riesgos para el diseño, el mantenimiento y la operación.

Algunos avances recientes incluyen la fatiga de metales y materiales avanzados fabricados mediante fabricación aditiva (FA), lo que podría transformar el análisis de la fatiga y ofrecer nuevas perspectivas sobre los mecanismos de fallo por fatiga y el diseño de fiabilidad. Se demuestran tanto la evidencia experimental como los beneficios de la simulación. El estudio integra los últimos avances en inteligencia artificial con la fatiga en metales y materiales avanzados fabricados mediante FA. Ofrece casos prácticos y futuros retos de investigación para la integración del modelado de la física de la fatiga con el análisis de datos, dirigido a estudiantes de posgrado y profesionales avanzados.