轻量化 原理、材料选择与制造方法PDF电子书下载

第1章轻量化原理 1

1.1自然界的样板 1

1.1.1引言 1

1.1.2利用空心结构节省材料 2

1.1.3有机纤维与纤维复合物 4

1.1.4层级构造 8

1.1.5功能导向的生长与适应 9

1.1.6工程结构设计展望 10

1.2轻量化的计算与设计概念 12

1.2.1引言 12

1.2.2几种轻量化计算方法 13

1.2.3稳定性损失——压弯、倾斜、凸起、击穿 17

1.2.4三明治结构与层合结构 27

1.2.5轻量化设计原则 31

1.2.6轻量化设计优化 36

1.3构件失效 41

1.3.1引言 41

1.3.2疲劳过程 42

1.3.3名义应力与实际应力 42

1.3.4材料行为与额定参数 44

1.3.5比较应力假设 48

1.3.6应力载荷一时间变化曲线 50

1.3.7结构强度一寿命计算 54

1.3.8对沃勒线进行仿真 57

1.3.9小结与展望 59

第2章轻量化材料 62

2.1材料 62

2.1.1引言 62

2.1.2材料种类 65

2.1.3弹性性能 67

2.1.4强度与塑性变形 70

2.1.5温度升高的影响 75

2.1.6材料损伤与断裂 78

2.1.7与环境相关的损伤 81

2.1.8小结与展望 83

2.2聚合物基复合材料 85

2.2.1引言 85

2.2.2材料构造 86

2.2.3纤维材料 86

2.2.4聚合物基材料 92

2.2.5材料参数 95

2.2.6纤维毛坯、纤维基毛坯与支撑材料 97

2.2.7材料性能 104

2.2.8小结 108

2.3材料选择 109

2.3.1引言 110

2.3.2在产品开发要求的框架内选择材料 111

2.3.3材料效率 112

2.3.4方法学 114

2.3.5刚度与质量 115

2.3.6几何形状 122

2.3.7示例：自行车架的材料选择 124

2.3.8示例：对四冲程发动机的多种要求 130

2.3.9小结与展望 135

第3章 轻量化制造技术 137

3.1铸造技术 137

3.1.1引言 137

3.1.2成型铸造方法 138

3.1.3铸件的材料分类 141

3.1.4铸造合金的性能 144

3.1.5铸件的设计准则 147

3.1.6铸件中的缺陷 147

3.1.7铸件的连接技术与混合构造 149

3.1.8发展需求与展望 150

3.2粉末冶金轻量化产品 151

3.2.1引言一粉末冶金（PM） 151

3.2.2 PM—铝 154

3.2.3 PM—钛 165

3.2.4展望 167

3.3成型技术轻量化 170

3.3.1引言 170

3.3.2材料轻量化对成型技术的挑战 171

3.3.3轻量化设计原则在成型技术上的实现 173

3.3.4基于薄板的轻量化成型技术 175

3.3.5板材局部强化方法 177

3.3.6基于管的方案 180

3.3.7实心成型领域中的轻量化 186

3.3.8采用数值仿真对方法与产品进行优化 192

3.3.9小结与展望 193

第4章 构件制造 197

4.1构件制造——聚合物基复合材料 197

4.1.1引言 197

4.1.2成型模具 198

4.1.3层合构造 200

4.1.4时效硬化 210

4.1.5质量控制 212

4.1.6组装 214

4.1.7小结与展望 215

4.2 混合构造方式与多种材料零件 216

4.2.1引言 216

4.2.2应用示例与要求 217

4.2.3小结 220

第5章可回收性 222

5.1金属材料的回收 222

5.1.1引言 222

5.1.2产品寿命周期 223

5.1.3原生金属与再生合金 224

5.1.4金属余料和旧料的利用 227

5.1.5铝和镁的特殊情形 230

5.1.6循环经济 236

5.1.7小结 238

5.2未增强塑料与纤维增强塑料的回收 240

5.2.1物料流与法律框架 241

5.2.2塑料废料的评估 242

5.2.3纤维复合材料的回收 243

5.2.4聚氨酯类材料的回收 250

5.2.5展望 250

第6章 交通工具示例 253

6.1原型跑车“MILA概念” 253

6.1.1引言 253

6.1.2设想 254

6.1.3虚拟演变 254

6.1.4动力设计规划 257

6.1.5模块化空间框架 258

6.1.6材料选择与应用 259

6.1.7方案的基本结构 260

6.1.8展望 260

6.2原型车“CLEVER” 262

6.2.1引言 262

6.2.2技术发展的历史与现状 263

6.2.3 CLEVER构造的选择 266

6.2.4总装图与设计 267

6.2.5型材的加工与空间框架的组装 268

6.2.6项目单位的进一步工作 269

6.2.7 CLEVER汽车的技术参数 271

6.3 “R2R”摩托车 271

6.3.1引言 272

6.3.2要求与产品 272

6.3.3重要参数 273

6.3.4开发目标 274

6.3.5特殊装置 276

6.3.6开发需求与展望 278

6.4在飞机制造中采用纤维增强聚合物 279

6.4.1引言 279

6.4.2结构件 280

6.4.3发动机件 285

6.4.4舱内件 286

6.4.5小结与展望 287

第7章 创新与创新管理 289

7.1创新 289

7.1.1创新以及将创新作为中心管理任务的责任 290

7.1.2竞争与创新过程 291

7.2成功因素研究及其结果 293

7.3选择性环境与管理导向创新概念的作用 295

7.4经济性考虑 299

7.4.1创新的扩散 299

7.4.2产品寿命周期 301

7.4.3关联分析 302

7.4.4学习曲线 303

附录 缩略语 308