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汽車技術創(chuàng)新與研發(fā)系列叢書汽車結構的耐久性.理論與實踐

汽車技術創(chuàng)新與研發(fā)系列叢書汽車結構的耐久性.理論與實踐

出版社：機械工業(yè)出版社出版時間：2020-07-01
開本： 16開 頁數(shù)： 520
中 圖 價:¥109.8(7.9折) 定價  ¥139.0 登錄后可看到會員價
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汽車技術創(chuàng)新與研發(fā)系列叢書汽車結構的耐久性.理論與實踐 版權信息

汽車技術創(chuàng)新與研發(fā)系列叢書汽車結構的耐久性.理論與實踐 本書特色

適讀人群 ：汽車設計人員，汽車生產技術人員，高校專業(yè)師生《汽車結構的耐久性 理論與實踐》內容全面，體系完整，研究深入，聯(lián)系實際，失效形式、力學原理、力學理論、分析方法、結構耐久設計的基本要求、相應的分析與驗證方法全覆蓋。

汽車技術創(chuàng)新與研發(fā)系列叢書汽車結構的耐久性.理論與實踐 內容簡介

本書全面系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代汽車設計中汽車結構耐久性能的設計要求、相關分析的基礎理論和方法,以及汽車主要系統(tǒng)的結構耐久分析。本書分為兩部分。章至第8章為上篇，主要介紹汽車結構耐久性能的主要失效問題、相關問題的力學理論和分析方法。章概述汽車結構耐久的各種失效和主要設計要求。第2章討論金屬材料和結構的力學性能。第3章討論汽車結構耐久仿真分析的多體動力學方法和有限元方法。第4章和第5章分別講述汽車結構疲勞分析所需要的長期載荷下結構位移和應力的計算方法，著重介紹應力的模態(tài)分析理論。第6章敘述各種汽車結構相關的疲勞分析方法，包括汽車金屬構件、焊點、焊縫、熱疲勞的分析方法。第7章介紹金屬零件接觸表面的磨損，著重介紹零件表面接觸應力計算和接觸疲勞分析的方法。第8章講述結構屈曲（穩(wěn)定性）的基礎理論。第9章至5章為下篇，介紹汽車主要系統(tǒng)的結構耐久分析，包括汽車結構耐久的主要載荷的計算、底盤、車身、發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的結構耐久分析以及試驗驗證。讀者可以通過本書，全面了解當前汽車結構耐久設計與分析的主要內容、相關的基礎理論，以及汽車主要系統(tǒng)的結構耐久分析方法，了解汽車結構耐久的主要失效問題和機理，以及相應的分析方法，并能在汽車結構的實際設計中加以應用。本書適合整車企業(yè)、汽車零部件企業(yè)、第三方檢驗機構的工程人員和高校汽車專業(yè)師生閱讀參考。

汽車技術創(chuàng)新與研發(fā)系列叢書汽車結構的耐久性.理論與實踐 目錄

序

前言



上篇汽車結構耐久性能的基礎理論和分析方法



第1章汽車結構的耐久性能概述3

11汽車設計中的結構耐久性能要求3

111汽車的耐久性能及其設計目標3

112汽車結構的耐久性能要求4

12汽車結構在正常使用情況下的主要失效5

121汽車在正常使用下的主要失效5

122結構的過度變形8

123零件的屈曲9

124零件的斷裂10

125零件的磨損 12

126零件的腐蝕12

127老化13

128本書范疇13

13汽車結構耐久性能的設計要求14

131汽車產品耐久性能的總要求14

132汽車在靜態(tài)下的結構耐久要求15

133汽車在運輸狀態(tài)下的結構耐久要求16

134汽車在行駛狀態(tài)下的結構耐久要求16

135汽車在維修狀態(tài)下的結構耐久要求16

14汽車結構的設計、分析與驗證16

141汽車結構設計的過程16

142汽車設計中的工程分析17

143汽車結構設計的驗證18

144汽車結構分析中的計算機輔助工程19



第2章金屬材料和結構的基本力學性能21

21金屬材料的失效形式和力學性能21

211金屬材料的失效形式21

212金屬材料的力學性能21

22無缺陷材料的靜態(tài)力學性能22

221常溫下材料單向靜態(tài)拉伸時的力學行為22

222材料的變形24

223溫度對材料力學性能的影響25

224常溫下材料單向動態(tài)拉伸時的力學性能27

225多向復合應力狀態(tài)下的材料強度理論27

23有缺陷材料的靜態(tài)力學性能29

231材料的斷裂韌度和單向裂紋問題30

232材料的裂紋對結構強度的影響31

233復合型裂紋問題32

24材料在交變載荷下的力學性能33

241無缺陷材料的疲勞強度33

242有缺陷材料的疲勞問題35

25結構的力學性能36

251結構的剛度36

252結構的強度38

253結構的振動特性39

254結構的穩(wěn)定性40

26汽車結構耐久性能的力學要素40

參考文獻42



第3章汽車結構耐久性能的計算機仿真分析43

31多體系統(tǒng)動力學43

311多體系統(tǒng)43

312汽車多體動力學模型46

313多剛體系統(tǒng)動力學方程47

314柔性多體動力學49

32有限元方法的基本原理 50

321汽車結構的有限元描述50

322彈性力學問題的有限元方法52

33非線性問題的有限元方法58

331材料非線性問題的有限元分析59

332幾何非線性問題的有限元分析63

333接觸問題的有限元分析65

34動力學問題的有限元方法67

341線性動力學問題68

342非線性動力學問題69

343非線性有限元的計算方法72

344虛擬試車場73

35熱力學分析的基本原理86

351熱傳導方程86

352熱傳導方程的有限元方法解法87

353熱應變90

354熱應力91

36發(fā)動機相關性能仿真分析的簡介 91

37汽車結構耐久的計算機仿真分析93

參考文獻97



第4章長期載荷下結構位移的計算方法98

41結構的靜態(tài)位移99

42結構的動態(tài)位移100

421直接積分法100

422模態(tài)分析法100

43結構對支座運動的響應105

431結構對單一支座同向平動運動的響應107

432結構對單一支座多向運動的響應108

433結構對多支座運動的響應109

參考文獻110



第5章長期載荷下結構應力的計算方法111

51平面應力的基本公式111

52靜態(tài)應力的計算113

521直接計算法114

522靜態(tài)模態(tài)應力疊加法115

53準靜態(tài)應力的計算（慣性釋放分析法）123

54動態(tài)應力的計算（應力模態(tài)分析理論）125

541模態(tài)應力126

542強迫振動的瞬態(tài)應力響應解 130

543應力頻率響應函數(shù)133

544共振時的應力134

545振動系統(tǒng)位移和應力響應的比較140

546模態(tài)截斷的影響141

547模態(tài)截斷后的剩余模態(tài)143

548動力學響應計算中的靜態(tài)響應149

549汽車綜合耐久試驗仿真中的應力計算與分析151

參考文獻164



第6章結構疲勞壽命的基礎理論和計算方法165

61疲勞失效的概念165

62應力-壽命法166

621 應力-壽命曲線166

622應力-壽命的近似公式169

623平均應力對壽命的影響171

624其他影響疲勞壽命的因素175

625變幅應力下的疲勞壽命計算176

626多向應力下的疲勞壽命計算179

63應變-壽命法181

631應力-應變關系181

632應變-壽命曲線184

633平均應力對疲勞壽命的影響185

634不規(guī)則應力下的應力循環(huán)187

635多向應力下的疲勞壽命計算190

636塑性應力和應變的近似計算190

637應變-壽命法的實際應用191

64組合事件的應變疲勞壽命計算方法194

641臨界平面的確定195

642平均應力修正197

643組合事件的疲勞壽命計算197

65頻域振動疲勞壽命的理論201

651時域響應和頻域響應201

652應力功率譜密度201

653頻域疲勞壽命計算202

654應力響應功率譜密度的計算203

655頻域方法的局限性204

66裂紋擴展205

67焊縫的疲勞分析207

671名義應力法208

672熱點應力法209

673結構應力法 209

674缺口應力法216

68焊點的疲勞分析217

681焊點的一般特性217

682Rupp-Storzel-Grubisic方法219

683Kang-Dong-Hong方法221

684Swellam方法223

69熱疲勞的分析224

691應力-應變關系225

692基于溫度－時間參數(shù)的蠕變壽命估算方法227

693基于損傷力學的蠕變壽命計算方法229

694Sehitoglu損傷模型231

695發(fā)動機結構的疲勞分析232

參考文獻235



第7章接觸表面的磨損和腐蝕237

71磨損的基本概念237

72黏著磨損238

73磨料磨損238

74疲勞磨損239

741接觸應力239

742接觸疲勞破壞的應力準則242

743接觸疲勞磨損的機理243

744接觸疲勞的計算244

745接觸疲勞與整體結構疲勞的差別244

75腐蝕磨損245

參考文獻246



第8章結構屈曲（穩(wěn)定性）的基礎理論247

81結構屈曲的臨界載荷248

811線性屈曲分析248

812臨界載荷的非線性分析方法251

813幾何不完美結構的臨界載荷251

82后屈曲分析252

821非線性屈曲的計算方法252

822后屈曲的結構變形253

823瞬間翻轉型屈曲(snapthrough buckling) 253

參考文獻257



下篇汽車主要系統(tǒng)的結構耐久性能分析



第9章汽車結構耐久的載荷261

91汽車使用時的載荷261

911汽車正常使用時的載荷261

912汽車結構耐久的設計載荷265

92整車結構設計的路面載荷267

921路面工況的設計載荷267

922準靜態(tài)設計載荷的類型270

923整車結構設計的典型工況271

924集中質量零部件的準靜態(tài)設計載荷283

925時域的動態(tài)道路載荷284

926基于多體動力學的虛擬試車場287

927關于整車道路載荷的更多說明290

93發(fā)動機結構的設計載荷295

931裝配載荷295

932機械載荷297

933熱載荷308

94汽車發(fā)動機懸置的載荷312

941發(fā)動機懸置靜態(tài)經驗工況的載荷分解312

942發(fā)動機懸置的動態(tài)載荷分解313

參考文獻313



第10章底盤結構的耐久分析315

101概述315

1011剛度分析315

1012強度分析316

1013疲勞分析317

102懸架類型簡介320

1021麥弗遜式前懸架320

1022雙橫臂式前懸架320

1023扭力梁式后懸架320

1024多連桿后懸架321

103前懸架結構的耐久分析321

1031前轉向節(jié)的結構耐久分析321

1032下控制臂的結構耐久分析324

1033前副車架的結構耐久分析327

1034上控制臂的結構耐久分析331

1035穩(wěn)定桿的結構耐久分析332

104后懸架結構的耐久分析332

1041后轉向節(jié)的結構耐久分析332

1042后副車架的結構耐久分析334

1043后懸架彈簧托臂的結構耐久分析336

1044二力桿控制臂的結構耐久分析337

1045扭力梁的結構耐久分析339

105動力懸置支架的結構耐久分析343



第11章車身本體結構的耐久分析347

111概述347

112車身本體結構的整體剛度348

1121車身彎曲剛度348

1122車身扭轉剛度351

1123車身模態(tài)353

113車身局部結構的剛度353

1131洞口變形量353

1132前端、后端彎曲剛度 354

114安裝點的剛度355

1141車身懸架安裝點靜剛度355

1142車身座椅安裝點的剛度 356

1143車身發(fā)動機艙蓋安裝點剛度357

1144車身車門鉸鏈和門鎖安裝點的剛度357

1145車身后背門安裝點剛度358

1146踏板安裝點剛度359

1147其他零部件安裝點的剛度360

115準靜態(tài)工況下白車身結構的靜強度361

116車身局部強度362

1161車身減振器座的強度362

1162制動踏板安裝點強度364

1163汽車舉升點的結構強度365

1164拖鉤安裝點強度366

1165蓄電池安裝點強度368

117車身結構的疲勞分析369

1171綜合耐久試驗載荷下的車身結構疲勞369

1172制動踏板安裝點的疲勞376

118車身覆蓋件的抗凹性377



第12章開閉件結構的耐久分析380

121概述380

122發(fā)動機艙蓋的結構耐久分析381

1221發(fā)動機艙蓋結構的剛度381

1222發(fā)動機艙蓋結構的強度和疲勞384

123側門的結構耐久分析385

1231側門結構的剛度385

1232側門結構的強度和疲勞387

124行李艙蓋的結構耐久分析390

1241行李艙蓋結構的剛度390

1242行李艙蓋結構的強度和疲勞391

125后背門的結構耐久分析392

1251后背門結構的剛度392

1252后背門的強度和疲勞393



第13章發(fā)動機結構的耐久分析396

131概述396

132缸蓋的結構耐久分析398

1321缸蓋相關的失效形式398

1322缸蓋的高周疲勞分析399

1323缸蓋的低周疲勞分析404

1324缸墊的密封性分析405

1325氣門和氣門座的變形和錯位410

133缸體的結構耐久分析414

1331缸體的失效模式414

1332缸體上部的高周疲勞分析417

1333缸體下部的高周疲勞分析417

1334缸體的磨蝕疲勞分析420

1335氣缸孔變形421

1336曲軸孔的變形和錯位425

134連桿的結構耐久分析428

1341連桿的失效模式428

1342連桿的危險工況430

1343連桿的強度分析431

1344連桿的屈曲分析434
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汽車技術創(chuàng)新與研發(fā)系列叢書汽車結構的耐久性.理論與實踐 作者簡介

黃力平 1982年獲得北京工業(yè)大學工學學士學位，1984年獲得清華大學工學碩士學位，1994年獲得美國加州理工學院應用力學博士學位。曾在北京航空航天大學任教。1994年就職于美國福特汽車公司。2009年加盟美國特斯拉汽車公司。2014年、2017年先后任職于北京汽車股份有限公司和吉利汽車有限公司。長期從事汽車結構耐久性的分析與研究。早期曾研究汽車結構的動態(tài)疲勞仿真、解決了動態(tài)疲勞分析受計算機制約的問題，開發(fā)了福特汽車公司長期使用的汽車結構疲勞分析的專用計算機軟件，推動了福特汽車公司在汽車的研發(fā)中廣泛應用動態(tài)疲勞分析的方法。1997年獲SAE頒發(fā)的享利?福特二世汽車工程杰出獎。

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