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1．轻量化的目标1

2．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

3．轻量化的方法和辅助工具9

3.1　设计技术9

3.2　计算方法11

3.3　测试技术12

3.4　试验技术13

4．轻量化构造15

4.1　差动构造15

4.2　整体构造16

4.3　集成构造16

4.4　复合构造17

4.5　实壁体与壳体18

5．材料选择的准则19

5.1 性能参数19

5.2　线弹性特征值19

5.3　非线弹性特征值21

5.4　载荷性能23

5.5　相关材料性能24

5.5.1 比容积24

5.5.2　比刚度24

5.5.3　稳定性阻力25

5.5.4　断裂系数25

5.5.5　材料评估25

5.6　品质指数25

5.7　轻量化指数26

5.8　材料选择的要点29

6．轻量化材料31

6.1 钢31

6.1.1　改变特性32

6.1.2　种类32

6.1.3　物理力学性能34

6.2　铸铁材料34

6.3　铝35

6.3.1　改变特性36

6.3.2　变形铝合金36

6.3.3　铸造铝合金37

6.3.4　物理力学性能38

6.3.5　烧结铝38

6.3.6　泡沫铝39

6.4　镁40

6.4.1　镁合金40

6.4.2　物理力学性能42

6.5　钛42

6.5.1　纯钛43

6.5.2　钛合金43

6.5.3　物理力学性能44

6.6　塑料45

6.7　超轻合金45

6.8　纤维增强材料47

6.8.1　纤维增强塑料47

6.8.2　纤维增强金属51

7．轻量化设计原则54

7.1　结构特征55

7.2　设计原则55

8．弹性理论基础62

8.1　构造单元62

8.2　几何特征值63

8.2.1　面积惯性矩63

8.2.2 Steiner定理64

8.2.3　组合型材的面积惯性矩65

8.2.4　转换面积惯性矩65

8.2.5　主面积惯性矩67

8.3　弹性方程67

8.3.1　偏移与扭曲67

8.3.2　扭曲与应力69

8.3.3　平衡70

8.3.4　平面弹性等式71

8.4　变形能72

8.5　杆形单元弹性定律73

8.6　面积单元弹性定律74

8.6.1　盘单元74

8.6.2　板单元78

8.6.3　壳单元83

9．薄壁型杆86

9.1 力流86

9.2　力流与内力变量89

9.3　剪切力弯曲90

9.3.1　剪切力流分布90

9.3.2　剪切中心91

9.3.3　闭口对称设计型材94

9.3.4　闭口不对称型材96

10．型杆的扭转100

10.1　基本关系100

10.2　实心横截面与管横截面101

10.3　闭口薄壁横截面103

10.4　开口薄壁横截面105

10.5　带有腹板的空心横截面107

10.6　横截面的翘曲109

10.7　简单型材的翘曲阻力112

11．开口型杆的弯曲116

11.1　广义法向应力问题116

11.2　任意横截面的几何特征值119

12．抗剪壁桁梁型材122

12.1　应力载荷模型122

12.2　剪切力流导致的力和力矩124

12.3　抗剪壁桁梁型材的剪切中心125

12.4　组合式抗剪壁桁梁型材126

13．剪场设计128

13.1　剪场128

13.2　理想拉伸场129

14．加固箱式型材134

14.1　四弦杆模型134

14.2　扭转应力载荷135

14.3　开口138

15．能量原理与做功原理142

15.1　能量原理142

15.2　做功原理144

16．静态不确定结构147

16.1　外在不确定性147

16.2　内在不确定性148

16.2.1　框架结构148

16.2.2　平面桁架结构148

16.2.3　空间桁架结构149

16.3　用于静态不确定结构的弹性方程150

16.4　闭口框架150

17．三明治构件153

17.1　构造原理153

17.2　材料性能154

17.3　均质形芯156

17.3.1　基本载荷情形156

17.3.2　临界应力载荷160

17.4　部分挠曲方法161

17.5　杆压弯163

17.6　结构化形芯164

17.6.1　蜂窝形芯的抗剪强度164

17.6.2　管形芯167

17.7　不稳定形状169

18．杆与梁的稳定性171

18.1　基本效应171

18.2　型杆的压弯172

18.2.1　欧拉弯曲压弯情形172

18.2.2　双对称与点对称型杆的压弯175

18.2.3　简单对称型杆的压弯176

18.2.4　不对称型材的压弯177

18.3　弹塑性压弯178

18.4　倾斜181

19．板材域和管的凸起184

19.1 凸起方程184

19.2　凸起方程的求解185

19.3　简单凸起情形187

19.4　凸起情形对照190

19.5　管凸起193

19.6　加固盘195

19.7　型材的凸起198

19.8　卷边201

20．加固性设计205

20.1　壳状构造205

20.2　压槽206

20.2.1　加固效果206

20.2.2　设计实现211

20.3　加强肋212

20.4　边界加固214

20.5　翻孔214

21．力的导入216

21.1　加固盘216

21.2　常应力的导入弦杆220

22．连接技术223

22.1　使用范围223

22.2　铆接224

22.2.1　出头铆钉连接224

22.2.2　埋头铆钉连接226

22.2.3　铆接的切应力与拉应力叠加227

22.3　焊接229

22.4　粘接232

22.4.1　粘接材料232

22.4.2　基体材料234

22.4.3　应力载荷模型234

22.4.4　切应力载荷下粘接连接中的应力分布235

22.4.5　不同求解表达式的对比240

22.4.6　法向应力影响估计241

22.4.7　用于粘接连接的设计规则243

22.4.8　粘接连接的抗振强度245

22.5　特殊连接方法247

23．结构优化249

23.1　数学优化表达式249

23.2　结构参数的极值251

23.3　简单最小化计算253

23.3.1　抗弯梁的重量最小化253

23.3.2　压弯杆的重量最小化255

23.4　简化的数值优化方法257

24．振动应力载荷结构261

24.1　设计哲学261

24.2　计算验证的难点262

24.3　应力载荷变化过程评估262

24.4　失效行为266

24.5　机械做功损伤累积269

24.6　判断准确性的改进274

24.7　残余强度问题276

24.8　广义裂纹生长问题280

24.9　机械断裂累积284

24.10　非线性损伤假定286

25．结构可靠性290

25.1　可靠性分析290

25.2　布尔基本排列290

25.3　静态使用292

25.4　随机失效294

25.5　早期失效和磨损失效295

26．结构声学297

26.1　噪声的起因297

26.2　声学行为298

26.3　固体声传播299

26.4　波形应力载荷301

26.5　阻抗302

26.6　理想结构的阻抗303

26.7　加固措施的量化304

26.8　材料与连接技术的影响306

轻量化练习307

练习1 2.2节“成本模型”练习309

练习2　第5章和第6章“材料性能／轻量化材料”练习312

练习3　第6章“轻量化材料”练习321

练习4　第7章“构造原理”练习324

练习5 8.5节“杆形构件”练习326

练习6 8.6.1节“盘构件”练习329

练习7 9.1、9.2节“薄壁型材的力流”练习332

练习8 9.3.2节“剪切中心”练习335

练习9 10.4节“开口薄壁横截面”练习337

练习10 10.5节“带隔板的空心横截面”练习339

练习11 10.6节“横截面扭曲”练习341

练习12 10.6节“横截面的翘曲”练习343

练习13 10.6、10.7节“翘曲力扭转”练习345

练习14　第13章“剪场设计”练习348

练习15　第14章“箱型梁的加固”练习350

练习16 15.1节“能量原理”练习353

练习17 15.2节“被动变形功”练习355

练习18 15.2节“做功原理”练习357

练习19 16.4节“封闭框架”练习362

练习20 17.1节“三明治件-构造原理”练习364

练习21 17.4节“三明治件-部分挠曲”练习367

练习22 18.2节“型杆压弯”练习370

练习23 18.2.2节“双对称型杆压弯”练习373

练习24 18.2节“型杆压弯”练习376

练习25 18.4节“不对称型材的压弯”练习378

练习26　第19章“板场凸起”练习381

练习27 20.2节“压槽”练习385

练习28 20.5节“翻孔”练习387

练习29　第23章“结构优化”练习389

练习30　第24章“振动应力载荷结构”练习392

练习31 24.8节“广义裂纹生长问题”练习395

练习32 26.4节“阻抗的确定”练习397

练习33 26.4节“隔离振动下的阻抗”练习402

参考文献404