定 價：139 元
叢書名：汽車技術創(chuàng)新與研發(fā)系列叢書
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- 作者：黃力平 陳嘉全 編著
- 出版時間：2020/7/1
- ISBN：9787111646679
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：U463.82
- 頁碼：520
- 紙張：
- 版次：
- 開本：16開
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。第1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。第1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章至第15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。
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
11汽車設計中的結構耐久性能要求3
111汽車的耐久性能及其設計目標3
112汽車結構的耐久性能要求4
12汽車結構在正常使用情況下的主要失效5
121汽車在正常使用下的主要失效5
122結構的過度變形8
123零件的屈曲9
124零件的斷裂10
125零件的磨損 12
126零件的腐蝕12
127老化13
128本書范疇13
13汽車結構耐久性能的設計要求14
131汽車產品耐久性能的總要求14
132汽車在靜態(tài)下的結構耐久要求15
133汽車在運輸狀態(tài)下的結構耐久要求16
134汽車在行駛狀態(tài)下的結構耐久要求16
135汽車在維修狀態(tài)下的結構耐久要求16
14汽車結構的設計、分析與驗證16
141汽車結構設計的過程16
142汽車設計中的工程分析17
143汽車結構設計的驗證18
144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
21金屬材料的失效形式和力學性能21
211金屬材料的失效形式21
212金屬材料的力學性能21
22無缺陷材料的靜態(tài)力學性能22
221常溫下材料單向靜態(tài)拉伸時的力學行為22
222材料的變形24
223溫度對材料力學性能的影響25
224常溫下材料單向動態(tài)拉伸時的力學性能27
225多向復合應力狀態(tài)下的材料強度理論27
23有缺陷材料的靜態(tài)力學性能29
231材料的斷裂韌度和單向裂紋問題30
232材料的裂紋對結構強度的影響31
233復合型裂紋問題32
24材料在交變載荷下的力學性能33
241無缺陷材料的疲勞強度33
242有缺陷材料的疲勞問題35
25結構的力學性能36
251結構的剛度36
252結構的強度38
253結構的振動特性39
254結構的穩(wěn)定性40
26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
31多體系統(tǒng)動力學43
311多體系統(tǒng)43
312汽車多體動力學模型46
313多剛體系統(tǒng)動力學方程47
314柔性多體動力學49
32有限元方法的基本原理 50
321汽車結構的有限元描述50
322彈性力學問題的有限元方法52
33非線性問題的有限元方法58
331材料非線性問題的有限元分析59
332幾何非線性問題的有限元分析63
333接觸問題的有限元分析65
34動力學問題的有限元方法67
341線性動力學問題68
342非線性動力學問題69
343非線性有限元的計算方法72
344虛擬試車場73
35熱力學分析的基本原理86
351熱傳導方程86
352熱傳導方程的有限元方法解法87
353熱應變90
354熱應力91
36發(fā)動機相關性能仿真分析的簡介 91
37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
41結構的靜態(tài)位移99
42結構的動態(tài)位移100
421直接積分法100
422模態(tài)分析法100
43結構對支座運動的響應105
431結構對單一支座同向平動運動的響應107
432結構對單一支座多向運動的響應108
433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
51平面應力的基本公式111
52靜態(tài)應力的計算113
521直接計算法114
522靜態(tài)模態(tài)應力疊加法115
53準靜態(tài)應力的計算（慣性釋放分析法）123
54動態(tài)應力的計算（應力模態(tài)分析理論）125
541模態(tài)應力126
542強迫振動的瞬態(tài)應力響應解 130
543應力頻率響應函數(shù)133
544共振時的應力134
545振動系統(tǒng)位移和應力響應的比較140
546模態(tài)截斷的影響141
547模態(tài)截斷后的剩余模態(tài)143
548動力學響應計算中的靜態(tài)響應149
549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
61疲勞失效的概念165
62應力-壽命法166
621 應力-壽命曲線166
622應力-壽命的近似公式169
623平均應力對壽命的影響171
624其他影響疲勞壽命的因素175
625變幅應力下的疲勞壽命計算176
626多向應力下的疲勞壽命計算179
63應變-壽命法181
631應力-應變關系181
632應變-壽命曲線184
633平均應力對疲勞壽命的影響185
634不規(guī)則應力下的應力循環(huán)187
635多向應力下的疲勞壽命計算190
636塑性應力和應變的近似計算190
637應變-壽命法的實際應用191
64組合事件的應變疲勞壽命計算方法194
641臨界平面的確定195
642平均應力修正197
643組合事件的疲勞壽命計算197
65頻域振動疲勞壽命的理論201
651時域響應和頻域響應201
652應力功率譜密度201
653頻域疲勞壽命計算202
654應力響應功率譜密度的計算203
655頻域方法的局限性204
66裂紋擴展205
67焊縫的疲勞分析207
671名義應力法208
672熱點應力法209
673結構應力法 209
674缺口應力法216
68焊點的疲勞分析217
681焊點的一般特性217
682Rupp-Storzel-Grubisic方法219
683Kang-Dong-Hong方法221
684Swellam方法223
69熱疲勞的分析224
691應力-應變關系225
692基于溫度－時間參數(shù)的蠕變壽命估算方法227
693基于損傷力學的蠕變壽命計算方法229
694Sehitoglu損傷模型231
695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
71磨損的基本概念237
72黏著磨損238
73磨料磨損238
74疲勞磨損239
741接觸應力239
742接觸疲勞破壞的應力準則242
743接觸疲勞磨損的機理243
744接觸疲勞的計算244
745接觸疲勞與整體結構疲勞的差別244
75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
81結構屈曲的臨界載荷248
811線性屈曲分析248
812臨界載荷的非線性分析方法251
813幾何不完美結構的臨界載荷251
82后屈曲分析252
821非線性屈曲的計算方法252
822后屈曲的結構變形253
823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
91汽車使用時的載荷261
911汽車正常使用時的載荷261
912汽車結構耐久的設計載荷265
92整車結構設計的路面載荷267
921路面工況的設計載荷267
922準靜態(tài)設計載荷的類型270
923整車結構設計的典型工況271
924集中質量零部件的準靜態(tài)設計載荷283
925時域的動態(tài)道路載荷284
926基于多體動力學的虛擬試車場287
927關于整車道路載荷的更多說明290
93發(fā)動機結構的設計載荷295
931裝配載荷295
932機械載荷297
933熱載荷308
94汽車發(fā)動機懸置的載荷312
941發(fā)動機懸置靜態(tài)經驗工況的載荷分解312
942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
101概述315
1011剛度分析315
1012強度分析316
1013疲勞分析317
102懸架類型簡介320
1021麥弗遜式前懸架320
1022雙橫臂式前懸架320
1023扭力梁式后懸架320
1024多連桿后懸架321
103前懸架結構的耐久分析321
1031前轉向節(jié)的結構耐久分析321
1032下控制臂的結構耐久分析324
1033前副車架的結構耐久分析327
1034上控制臂的結構耐久分析331
1035穩(wěn)定桿的結構耐久分析332
104后懸架結構的耐久分析332
1041后轉向節(jié)的結構耐久分析332
1042后副車架的結構耐久分析334
1043后懸架彈簧托臂的結構耐久分析336
1044二力桿控制臂的結構耐久分析337
1045扭力梁的結構耐久分析339
105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
111概述347
112車身本體結構的整體剛度348
1121車身彎曲剛度348
1122車身扭轉剛度351
1123車身模態(tài)353
113車身局部結構的剛度353
1131洞口變形量353
1132前端、后端彎曲剛度 354
114安裝點的剛度355
1141車身懸架安裝點靜剛度355
1142車身座椅安裝點的剛度 356
1143車身發(fā)動機艙蓋安裝點剛度357
1144車身車門鉸鏈和門鎖安裝點的剛度357
1145車身后背門安裝點剛度358
1146踏板安裝點剛度359
1147其他零部件安裝點的剛度360
115準靜態(tài)工況下白車身結構的靜強度361
116車身局部強度362
1161車身減振器座的強度362
1162制動踏板安裝點強度364
1163汽車舉升點的結構強度365
1164拖鉤安裝點強度366
1165蓄電池安裝點強度368
117車身結構的疲勞分析369
1171綜合耐久試驗載荷下的車身結構疲勞369
1172制動踏板安裝點的疲勞376
118車身覆蓋件的抗凹性377
第12章開閉件結構的耐久分析380
121概述380
122發(fā)動機艙蓋的結構耐久分析381
1221發(fā)動機艙蓋結構的剛度381
1222發(fā)動機艙蓋結構的強度和疲勞384
123側門的結構耐久分析385
1231側門結構的剛度385
1232側門結構的強度和疲勞387
124行李艙蓋的結構耐久分析390
1241行李艙蓋結構的剛度390
1242行李艙蓋結構的強度和疲勞391
125后背門的結構耐久分析392
1251后背門結構的剛度392
1252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
131概述396
132缸蓋的結構耐久分析398
1321缸蓋相關的失效形式398
1322缸蓋的高周疲勞分析399
1323缸蓋的低周疲勞分析404
1324缸墊的密封性分析405
1325氣門和氣門座的變形和錯位410
133缸體的結構耐久分析414
1331缸體的失效模式414
1332缸體上部的高周疲勞分析417
1333缸體下部的高周疲勞分析417
1334缸體的磨蝕疲勞分析420
1335氣缸孔變形421
1336曲軸孔的變形和錯位425
134連桿的結構耐久分析428
1341連桿的失效模式428
1342連桿的危險工況430
1343連桿的強度分析431
1344連桿的屈曲分析434
135曲軸的結構耐久分析435
1351曲軸的失效模式435
1352曲軸的高周疲勞分析435
1353主軸瓦潤滑分析440
136排氣系統(tǒng)的結構耐久分析441
1361排氣系統(tǒng)的失效模式441
1362排氣系統(tǒng)的熱疲勞分析443
1363排氣系統(tǒng)的密封分析445
137支架的結構分析446
1371支架的失效形式446
1372支架的模態(tài)分析447
1373支架的高周疲勞分析448
參考文獻449
第14章傳動系統(tǒng)的結構耐久分析450
141概述450
142齒軸系統(tǒng)的結構耐久分析451
1421軸的撓度變形分析454
1422變速器齒輪的彎曲和接觸疲勞分析456
143差速器結構的耐久分析458
144變速器殼體結構的耐久分析461
145軸承的接觸疲勞分析464
146撥叉的結構耐久分析466
147駐車系統(tǒng)的結構耐久分析467
148傳動軸的結構耐久設計469
參考文獻471
第15章汽車耐久性能的試驗驗證472
151汽車綜合耐久試驗472
1511汽車綜合耐久試驗場473
1512汽車綜合耐久行駛試驗474
1513用戶關聯(lián)和綜合耐久試驗規(guī)范477
1514試驗場之間的當量關系488
152試驗室臺架試驗495
1521整車道路室內模擬試驗496
1522底盤總成及零部件的耐久試驗497
1523車身系統(tǒng)的臺架耐久試驗498
1524發(fā)動機系統(tǒng)的臺架耐久試驗499
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