轻量化设计 计算基础与构件结构 第2版PDF电子书下载

第1章 轻量化的目标 1

第2章 轻量化的问题结构 3

2.1 降低自重 3

2.2 成本模型 5

2.3 设计的边界条件与使用条件 6

2.4 轻量化的价值 8

第3章 轻量化的方法和辅助工具 10

3.1 设计技术 10

3.2 计算方法 12

3.3 测试技术 13

3.4 试验技术 14

第4章 轻量化构造 16

4.1 差动构造 16

4.2 整体构造 17

4.3 集成构造 17

4.4 复合构造 18

4.5 实壁体与壳体 19

第5章 材料选择的准则 21

5.1 性能参数 21

5.2 线弹性特征值 21

5.3 非线弹性特征值 23

5.4 载荷性能 25

5.5 相关材料性能 26

5.5.1 比容积 26

5.5.2 比刚度 26

5.5.3 稳定性阻力 27

5.5.4 断裂长度 27

5.5.5 材料评估 27

5.6 品质指数 27

5.7 轻量化指数 28

5.8 材料选择的要点 31

第6章 轻量化材料 33

6.1 钢 33

6.1.1 改变特性 34

6.1.2 种类 34

6.1.3 物理力学性能 36

6.2 铸铁材料 36

6.3 铝 37

6.3.1 改变特性 38

6.3.2 变形铝合金 38

6.3.3 铸造铝合金 39

6.3.4 物理力学性能 40

6.3.5 烧结铝 41

6.3.6 泡沫铝 41

6.4 镁 42

6.4.1 镁合金 43

6.4.2 物理力学性能 45

6.5 钛 45

6.5.1 纯钛 45

6.5.2 钛合金 46

6.5.3 物理力学性能 47

6.6 塑料 47

6.7 超轻合金 48

6.8 纤维增强材料 49

6.8.1 纤维塑料复合物 50

6.8.2 纤维增强金属 55

第7章 轻量化设计原则 57

7.1 结构特征 58

7.2 设计原则 58

第8章 弹性理论基础 65

8.1 构造单元 65

8.2 几何特征值 66

8.2.1 面积惯性矩 66

8.2.2 Steiner定理 67

8.2.3 组合型材的面积惯性矩 68

8.2.4 转换面积惯性矩 68

8.2.5 主面积惯性矩 70

8.3 弹性方程 70

8.3.1 偏移与扭曲 70

8.3.2 扭曲与应力 71

8.3.3 平衡 73

8.3.4 平面弹性等式 74

8.4 变形能 76

8.5 杆形单元弹性定律 76

8.6 面积单元弹性定律 78

8.6.1 盘单元 78

8.6.2 板单元 82

8.6.3 壳单元 86

第9章 薄壁型杆 90

9.1 力流 90

9.2 力流与内力变量 93

9.3 剪切力弯曲 95

9.3.1 剪切力流分布 95

9.3.2 剪切中心 96

9.3.3 闭口对称设计型材 99

9.3.4 闭口不对称型材 100

第10章 型杆的扭转 104

10.1 基本关系 104

10.2 实心横截面与管横截面 105

10.3 闭口薄壁横截面 107

10.4 开口薄壁横截面 109

10.5 带有腹板的空心横截面 112

10.6 横截面的翘曲 113

10.7 简单型材的翘曲阻力 116

第11章 开口型杆的弯曲 121

11.1 广义法向应力问题 121

11.2 任意横截面的几何特征值 124

第12章 抗剪壁桁梁型材 127

12.1 应力载荷模型 127

12.2 剪切力流导致的力和力矩 129

12.3 抗剪壁桁梁型材的剪切中心 130

12.4 组合式抗剪壁桁梁型材 131

第13章 剪场设计 133

13.1 剪场 133

13.2 理想拉伸场 134

第14章 加固箱型材 139

14.1 四弦杆模型 139

14.2 扭转应力载荷 140

14.3 开口 144

第15章 能量原理与做功原理 147

15.1 能量原理 147

15.2 做功原理 149

15.3 力学基本关系 151

第16章 静态不确定结构 153

16.1 外在不确定性 153

16.2 内在不确定性 154

16.2.1 框架结构 154

16.2.2 平面桁架结构 154

16.2.3 空间桁架结构 155

16.3 用于静态不确定结构的弹性方程 156

16.4 闭口框架 157

第17章 三明治单元 160

17.1 构造原理 160

17.2 材料性能 162

17.3 均质形芯 163

17.3.1 基本载荷情形 163

17.3.2 临界应力载荷 167

17.4 部分挠曲方法 169

17.5 杆压弯 171

17.6 结构化形芯 172

17.6.1 蜂窝形芯的抗剪强度 172

17.6.2 管形芯 175

17.7 不稳定形状 176

第18章 杆与梁的稳定性 179

18.1 基本效应 179

18.2 型杆的压弯 180

18.2.1 欧拉弯曲压弯情形 180

18.2.2 双对称型杆与点对称型杆的压弯 183

18.2.3 简单对称型杆的压弯 184

18.2.4 不对称型材的压弯 185

18.3 弹塑性压弯 186

18.4 倾斜 189

第19章 板材域和管的凸起 192

19.1 凸起方程 192

19.2 凸起方程的求解 193

19.3 简单凸起情形 195

19.4 凸起情形对照 199

19.5 管凸起 201

19.6 加固盘 203

19.7 型材的凸起 207

19.8 卷边 210

第20章 加固性设计 213

20.1 加固成形 213

20.2 压槽 214

20.2.1 加固效果 214

20.2.2 结构设计 219

20.3 加强筋 220

20.4 边界加固 223

20.5 翻孔 223

第21章 力的导入 226

21.1 加固盘 226

21.2 常应力的导入弦杆 230

第22章 连接技术 233

22.1 使用范围 233

22.2 铆接 234

22.2.1 出头铆钉铆接 234

22.2.2 埋头铆钉铆接 236

22.2.3 铆连的切应力与拉应力叠加 237

22.3 焊接 239

22.3.1 点焊 240

22.3.2 摩擦焊接 242

22.4 粘接 243

22.4.1 粘接材料 243

22.4.2 基体材料 245

22.4.3 载荷模型 245

22.4.4 切应力载荷下粘接连接中的应力分布 246

22.4.5 不同求解表达式的对比 251

22.4.6 法向应力影响估计 252

22.4.7 用于粘接连接的设计规则 254

22.4.8 粘接连接的抗振强度 256

22.5 特殊连接方法 258

第23章 结构优化 261

23.1 数学优化表达式 261

23.2 结构特征值的极值 263

23.3 简单最小化计算 265

23.3.1 抗弯梁的重量最小化 265

23.3.2 抗弯杆的重量最小化 267

23.4 仿生学优化 270

23.5 切口形状优化 272

第24章 振动应力载荷结构 274

24.1 设计哲学 274

24.2 计算验证的难点 275

24.3 应力载荷变化过程评估 275

24.4 失效行为 279

24.5 机械做功损伤累积 282

24.6 判断准确性的改进 287

24.7 残余强度问题 289

24.8 广义裂纹生长问题 293

24.9 断裂力学累积 297

24.10 非线性损伤假定 299

第25章 结构可靠性 303

25.1 可靠性分析 303

25.2 布尔基本排列 303

25.3 静态特征值 305

25.4 随机失效 307

25.5 早期失效和后期失效 308

第26章 结构声学 310

26.1 噪声的起因 310

26.2 声学行为 311

26.3 固体声传播 312

26.4 波应力载荷 314

26.5 阻抗 316

26.6 理想结构的阻抗 316

26.7 加固措施的量化 317

26.8 材料与连接技术的影响 319

轻量化练习 321

练习1 2.2 节“成本模型”练习 323

练习2 第5章 和第6章 “材料选择的准则／轻量化材料”练习 326

练习3 第6章 “轻量化材料”练习 336

练习4 第7章 “轻量化设计原则”练习 339

练习5 8.5 节“杆形单元弹性定律”练习 341

练习6 8.6.1 小节“盘单元”练习 344

练习7 9.2 节“薄壁型材-力流与内力变量”练习 347

练习8 9.3.2 小节“剪切中心”练习 350

练习9 10.4 节“开口薄壁横截面”练习 352

练习10 10.5 节“带有腹板的空心横截面”练习 354

练习11 10.6 节“横截面的翘曲”练习（一） 356

练习12 10.6 节“横截面的翘曲”练习（二） 358

练习13 10.7 节“简单型材的翘曲阻力”练习 360

练习14 第13章 “剪场设计”练习 363

练习15 第14章 “加固箱型材”练习 365

练习16 15.1 节“能量原理”练习 368

练习17 15.2 节“做功原理”练习（一） 370

练习18 15.2 节“做功原理”练习（二） 372

练习19 16.4 节“闭口框架”练习 377

练习20 17.1 节“三明治单元-构造原理”练习 379

练习21 17.4 节“三明治单元-部分挠曲方法”练习 382

练习22 18.2 节“型杆的压弯”练习 385

练习23 18.2.2 小节“双对称型杆与点对称型杆的压弯”练习 388

练习24 18.2 节“型杆的压弯”练习 391

练习25 18.2.4 小节“不对称型材的压弯”练习 393

练习26 第19章 “板材域和管的凸起”练习 396

练习27 20.1 节“加固构造”（概念轻量化）练习 400

练习28 20.2 节“压槽”练习 402

练习29 20.5 节“翻孔”练习 404

练习30 22.4 节“粘接”练习 406

练习31 第23章 “结构优化”练习 409

练习32 第24章 “振动应力载荷结构”练习 412

练习33 24.8 节“广义裂纹生长问题”练习 415

练习34 第25章 “结构可靠性”练习 417

练习35 26.5 节“阻抗”练习（一） 419

练习36 26.5 节“阻抗”练习（二） 424

参考文献 426