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第一章 有效设计的工程概念 1

1.1 力流 1

目录 1

1.2 应力与强度的均衡 2

1.3 失效准则和设计目的 8

1.3.1 静态强度设计 8

1.3 抗冲击设计 9

1.4 抗冲击强度 9

1.3 刚度设计 9

1.3.2 挠度设计 9

1.4.1 材料的韧性 10

1.4.2 几何回弹力 10

1.4.3 均匀的应力分布 11

1.4.4 抗冲击强度中的其他因素 13

1.5 拉伸与压缩的比较 14

第二章 降低成本的数学方法 17

2.1 最短距离 17

2.1.1 光线以最短距离传播 18

2.1.2 平衡位置的势能最小 19

2.1.3 三维物体上的最短距离（短程线） 20

2.1.4 肥皂膜保持最小表面积 21

2.1.5 联接若干节点的最短路线 22

2.1.6 通过网络的最短路线 23

2.2 可微分的成本函数 25

2.2.1 水电站的选址 26

2.2.2 纸制牛奶罐和锡罐头的最佳外形 26

2.2.3 结构的最佳组合 28

2.3 线性规划法 31

2.3.1 配料的混合 31

2.3.3 铰接结构 33

2.3.2 饮食供应问题与运输问题 33

2.4 非线性问题 35

2.4.1 寻优法 35

2.4.2 动态规划法 37

2.4.3 几何规划法 41

2.5 讨论 43

第三章 影响设计的经济因索 45

3.1 产品的价值 45

3.1.1 功能 46

3.1.2 低成本和高价值 47

3.1.3 价格分段和目标价格 49

3.2.1 安全性是一种不言而喻的保证 50

3.2 安全性、可靠性和生态学问题 50

3.2.2 违害安全的因素及相应的规定 52

3.2.3 失效－安全设计 53

3.2.4 安全系数和可靠性 54

3.2.5 可靠性设计 56

3.2.6 可重复利用的设计 59

3.3 生产过程和设计的关系 61

3.3.1 标准化和互换性 63

3.3.2 标准牛 63

3.3.3 积木式组件和部件 64

3.3.4 成组技术 66

3.3.5 连续生产和流水线 67

3.3.6 自动化 68

3.3.7 技术要求和公差 69

3.3.8 紧缩设计 70

3.3.9 可折叠性、可堆垛性和消费者自行组装的货物 70

3.3.1 0补偿产品和有差别的定价 70

3.4 生产设备和系统的经济问题 71

3.4.1 盈亏平衡分析 71

3.4.2 复利和投资决策 73

3.4.3 机器的经济寿命 79

3.4.4 报酬递减率 81

3.4.5 缓和运行中的波动 82

3.4.6 库存管理和批量 84

第四章 使用最少材料的强度设计 87

4.1 轻型桁架 87

4.1.1 全拉伸和全压缩系统 87

4.1.2 同时包含受拉和受压构牛的结构 91

4.1.3 抗剪切运动的桁架 91

4.1.4 密歇尔应变场 91

4.1.5 从桁架到框架 93

4.2 考虑屈曲的设计 95

4.2.1 桂体的总屈曲 97

4.2.2 轻型圆柱 100

4.3.超过弹性极限（屈服点）的设计 101

4.3.1 塑性变形 101

4.3.2 梁的塑性弯曲 102

4.3.3 梁的塑性铰 104

4.3.4 塑性设计的讨论 107

4.4 实际概念和模型 108

4.4.1 切除法设计 108

4.4.2 加强法设计 108

4.4.4 平板结构的纸制模型 111

4.4.3 位移和力 111

4.4.5 扭转剪应力的薄膜模拟 113

6.4.1 接线工具和金属构件 113

4.4.6 应力集中 117

4.5 壳体、夹层和网纹结构材料 119

4.5.1 硬壳 121

4.5.2 夹心板与层压板 125

4.5.3 充气结构 126

4.5.4 表面网纹结构 128

第五章 多功能塑料的整体化设计 131

5.1 多功能设计举例 131

5.2 塑料弹簧 132

5.3 塑料轴承 135

5.4 塑料齿轮 137

5.5 塑料紧固件 139

5.6 塑料铰链和塑料连接片 142

5.6.1 整体铰链及连接片的技术特点 142

5.6.2 活动铰链的设计构思 144

5.6.3 其他形式的塑料铰链 147

6.1.1 手工装配 148

第六章 装配工作的简化 148

6.1 简易和快速装配的设计方案 148

6.1.2 自动装配 151

6.1.3 模塑成形的联接构造 154

6.1.4 压力成形的联接构造 156

6.1.5 嵌入模塑和嵌铸 156

6.1.6 只有一个螺钉的装配件 159

6.2 按扣配合和压入配合 159

6.2.1 按入力和拔出力的预测 161

6.2.2 弹簧及过盈量的设计 162

6.2.3 摩擦力与导向角 164

6.2.4 考虑刚性和尺寸稳定性的材料选择 165

6.2.5 按扣配合与压入配合的对比 166

6.2.6 压入配合的设计 167

6.3 紧固件 169

6.3.1 通过紧固件降低成本 169

6.3.2 增加螺栓和螺钉的强度 170

6.3.3 空心铆钉和铆钉 171

6.3.4 金属片紧固件 172

6.4 电气和电子组件 173

6.4.2 印刷线路板和波焊 174

6.5.1 联接构造和强度 175

6.5 粘接 175

6.5.2 劳力和成本的研究 177

6.6 软钎焊、硬钎焊和熔化焊 178

6.6.1 软钎焊 178

6.6.2 硬钎焊 179

6.6.3 熔化焊 179

6.6.4 点焊 179

6.7 塑料焊接 179

第七章 制造方法和材料的改进 181

7.1 可供选择的方法和代用的材料 181

7.2 铸造和压铸 184

7.3 粉末冶金 186

7.4 注射成形法 188

7.5 结构泡沫塑料 192

7.6 木材 194

7.6.1 木材的性质 194

7.6.2 最大限度地提高木材的利用率 194

7.6.3 增加再生材料的强度 196

7.6.4 木工制作和联接技术 198

7.7 金属成形、加工和锻造 200

7.8 热塑成形法和吹塑成形法 204

7.8.1 产品设计 206

7.8.2 热塑成形法的加工控制 207

7.8.3 吹塑成形法的加工控制 208

7.9 金属网和金属线成形 210

7.9.1 金属网 210

7.9.2 金属线成型 210

7.10 机加工 213

7.10.1 在设计阶段简化机加工 213

7.10.2 选择费用最低和加工时间最少的切削速度 217

7.11 薄板和板材的利用 219

7.11.1 组合排样 220

7.11.2 加工特点和加工速度 222

第八章 从理论到实践 224

附录 226

附录1 价值工程方案形成检查表 226

附录2 利率表 227

附录3 筋状截面的刚度和强度 228

附录4 瓦楞状结构的刚度和强度 230

附录5 按入力和拨出力的计算 231

附录6 选择木材的线性规划法 232

附录7 换算系数 233

参考书目 235