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轻量化设计——计算基础与构件结构

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轻量化设计——计算基础与构件结构
  • 类别:
    先进制造技术
    | 关键字:
    汽车 轻量化 机械制造 
  •     本书为德文第八版译本,介绍了汽车与机械制造中轻量化设计的基础知识,并特别注重实际应用。本书采用了对操作技术和设计问题给予解答的编排方法。本书的目的是通过讲述原理与进行类比推理,帮助读者针对所面临的问题自己找到适当的解决方法。本书附有大量练习题,特别适合读者自学。书中所给出的众多针对实际问题的指导可对工程师提供咨询和帮助。
  • 作者:
    (德)B.克莱恩
    出版社:
    机械工业出版社
    出版时间:
    2010年11月
    定价:
    ¥83.00
    京东价:¥62.30
    版权说明:
    授权连载 不得转载
作者简介
暂无介绍

1轻量化的目标

    在弹性力学、弹热力学与动力学应力载荷设计中所面临的一个主要挑战是,要尽可能使得在所有横截面上允许的应力载荷变化不超出设计值。轻量化设计的任务也是如此,即在最小的构造质量下,达到最大限度的使用范围。这通常还受限于所采用的材料参数和允许的变形。在实践中,由于材料、制造或者构造之间的相互矛盾,常使得比较激进的轻量化解决方案无法得以实现。

2轻量化的问题结构

    如前面所强调的,轻量化本身不是目的。采用轻量化设计所产生的开销与获取的收益之间应当有一个合适的比例关系,以使所采取的轻量化的措施是值得的。也就是说,应当在经济观点下对所有付出的努力与采取的措施进行评估。为此首先建立一个重量成本模型,通过参数相关性来表示结构重量、制造成本与经济效益之间的关系。只有基于一个平衡的方程,才能实现最优化的轻量化解决方案。

3轻量化的方法和辅助工具

  • 第一节 设计技术
  • 第二节 计算方法
  • 第三节 测试技术
  • 第四节 试验技术

4轻量化构造

  • 第一节 差动构造
  • 第二节 差动构造
  • 第三节 集成构造
  • 第四节 复合构造
  • 第五节 实壁体与壳体

5材料选择的准则

  • 第一节 性能参数
  • 第二节 线弹性特征值
  • 第三节 非线弹性特征值
  • 第四节 载荷性能
  • 第五节 相关材料性能
  • 第六节 品质指数
  • 第七节 轻量化指数
  • 第八节 材料选择的要点

6轻量化材料

  • 第一节 钢
  • 第二节 铸铁材料
  • 第三节 铝
  • 第四节 镁
  • 第五节 钛
  • 第六节 塑料
  • 第七节 超轻合金
  • 第八节 纤维增强材料

7轻量化设计原则

  • 第一节 结构特征
  • 第二节 设计原则

8弹性理论基础

  • 第一节 构造单元
  • 第二节 几何特征值
  • 第三节 弹性方程
  • 第四节 变形能
  • 第五节 杆形单元弹性定律
  • 第六节 面积单元弹性定律

9薄壁型杆

  • 第一节 力流
  • 第二节 力流与内力变量
  • 第三节 剪切力弯曲

10型杆的扭转

  • 第一节 基本关系
  • 第二节 实心横截面与管横截面
  • 第三节 闭口薄壁横截面
  • 第四节 开口薄壁横截面
  • 第五节 带有腹板的空心横截面
  • 第六节 横截面的翘曲
  • 第七节 简单型材的翘曲阻力

11开口型杆的弯曲

  • 第一节 广义法向应力问题
  • 第二节 任意横截面的几何特征值

12抗剪壁桁梁型材

  • 第一节 应力载荷模型
  • 第二节 剪切力流导致的力和力矩
  • 第三节 抗剪壁桁梁型材的剪切中心
  • 第四节 组合式抗剪壁桁梁型材

13剪场设计

  • 第一节 剪场
  • 第二节 理想拉伸场

14加固箱式型材

  • 第一节 四弦杆模型
  • 第二节 扭转应力载荷
  • 第三节 开口

15能量原理与做功原理

  • 第一节 能量原理
  • 第二节 做功原理

16静态不确定结构

  • 第一节 外在不确定性
  • 第二节 内在不确定性
  • 第三节 用于静态不确定结构的弹性方程
  • 第四节 闭口框架

17三明治构件

  • 第一节 构造原理
  • 第二节 材料性能
  • 第三节 均质形芯
  • 第四节 部分挠曲方法
  • 第五节 杆压弯
  • 第六节 结构化形芯
  • 第七节 不稳定形状

18杆与梁的稳定性

  • 第一节 基本效应
  • 第二节 型杆的压弯
  • 第三节 弹塑性压弯
  • 第四节 倾斜

19板材域和管的凸起

  • 第一节 凸起方程
  • 第二节 凸起方程的求解
  • 第三节 简单凸起情形
  • 第四节 凸起情形对照
  • 第五节 管凸起
  • 第六节 加固盘
  • 第七节 型材的凸起
  • 第八节 卷边

20加固性设计

  • 第一节 壳状构造
  • 第二节 压槽
  • 第三节 加强肋
  • 第四节 边界加固
  • 第五节 翻孔

21力的导入

  • 第一节 加固盘
  • 第二节 常应力的导入弦杆

22连接技术

  • 第一节 使用范围
  • 第二节 铆接
  • 第三节 焊接
  • 第四节 粘接
  • 第五节 特殊连接方法

23结构优化

  • 第一节 数学优化表达式
  • 第二节 结构参数的极值
  • 第三节 简单最小化计算
  • 第四节 简化的数值优化方法

24振动应力载荷结构

  • 第一节 设计哲学
  • 第二节 计算验证的难点
  • 第三节 应力载荷变化过程评估
  • 第四节 失效行为
  • 第五节 机械做功损伤累积
  • 第六节 判断准确性的改进
  • 第七节 残余强度问题
  • 第八节 广义裂纹生长问题
  • 第九节 机械断裂累积
  • 第一十零节 非线性损伤假定

25结构可靠性

  • 第一节 可靠性分析
  • 第二节 布尔基本排列
  • 第三节 静态使用
  • 第四节 随机失效
  • 第五节 早期失效和磨损失效

26结构声学

  • 第一节 噪声的起因
  • 第二节 声学行为
  • 第三节 固体声传播
  • 第四节 波形应力载荷
  • 第五节 阻抗
  • 第六节 理想结构的阻抗
  • 第七节 加固措施的量化
  • 第八节 材料与连接技术的影响

27轻量化练习

    练习1 2.2节“成本模型”练习
    练习2 第5章和第6章“材料性能/轻量化材料”练习
    练习3 第6章“轻量化材料”练习
    练习4 第7章“构造原理”练习
    练习5 8.5节“杆形构件”练习
    练习6 8.6.1节“盘构件”练习
    练习7 9.1、9.2节“薄壁型材的力流”练习
    练习8 9.3.2节“剪切中心”练习
    练习9 10.4节“开口薄壁横截面”练习
    练习10 10.5节“带隔板的空心横截面”练习
    练习11 10.6节“横截面扭曲”练习
    练习12 10.6节“横截面的翘曲”练习
    练习13 10.6、10.7节“翘曲力扭转”练习
    练习14 第13章“剪场设计”练习
    练习15 第14章“箱型梁的加固”练习
    练习16 15.1节“能量原理”练习
    练习17 15.2节“被动变形功”练习
    练习18 15.2节“做功原理”练习
    练习19 16.4节“封闭框架”练习
    练习20 17.1节“三明治件构造原理”练习
    练习21 17.4节“三明治件部分挠曲”练习
    练习22 18.2节“型杆压弯”练习
    练习23 18.2.2节“双对称型杆压弯”练习
    练习2418.2节“型杆压弯”练习
    练习25 18.4节“不对称型材的压弯”练习
    练习26 第19章“板场凸起”练习
    练习27 20.2节“压槽”练习
    练习28 20.5节“翻孔”练习
    练习29 第23章“结构优化”练习
    练习30 第24章“振动应力载荷结构”练习
    练习31 24.8节“广义裂纹生长问题”练习
    练习32 26.4节“阻抗的确定”练习
    练习33 26.4节“隔离振动下的阻抗”练习