本書全面而詳細(xì)地介紹了工程機械綠色設(shè)計與制造技術(shù)的基本原理和方法，包括金屬結(jié)構(gòu)減量化設(shè)計方法、載荷譜分析技術(shù)、失效模式分析技術(shù)、疲勞壽命評估方法、大型結(jié)構(gòu)件智能焊接制造技術(shù)、共性部件再制造技術(shù)、金屬結(jié)構(gòu)風(fēng)險評估技術(shù)、金屬結(jié)構(gòu)修復(fù)利用技術(shù)和成套裝備綠色供應(yīng)鏈技術(shù)。
本書聚焦工程機械綠色設(shè)計與制造技術(shù)主題，以工程機械共性部件與整機結(jié)構(gòu)為對象，基于工程機械經(jīng)典設(shè)計理論和方法，創(chuàng)新預(yù)測模型與人工智能算法，融合現(xiàn)代檢測、信息評估、決策手段，分析綠色、安全、可靠等指標(biāo)；面向設(shè)計方法、優(yōu)化算法、預(yù)測技術(shù)、可靠性分析、制造技術(shù)、供應(yīng)鏈、評估與決策技術(shù)等,開展理論分析、建模仿真、試驗驗證研究；貫穿工程機械的綠色設(shè)計、綠色制造、載荷譜、失效分析、壽命評估、再制造、風(fēng)險評估、修復(fù)利用和供應(yīng)鏈等全生命周期；依托科研項目，成功應(yīng)用于工程。
本書可作為工程機械及相關(guān)領(lǐng)域從事綠色設(shè)計制造工作科研人員的參考書，也可作為高等學(xué)校教師、研究生及本科生的課外讀物。
叢書序一
叢書序二
叢書序三
序
前言
第1章概論1
1.1工程機械綠色設(shè)計2
1.1.1減振降噪設(shè)計2
1.1.2節(jié)能降耗設(shè)計3
1.1.3綠色減量化設(shè)計3
1.1.4產(chǎn)品數(shù)字化三維設(shè)計4
1.2工程機械綠色制造5
1.2.1綠色化制造系統(tǒng)與綠色化改造5
1.2.2機器人智能焊接工作站綠色化6
1.2.3智能裝配線綠色化6
1.2.4自動化加工線綠色化7
本章小結(jié)9
第2章金屬結(jié)構(gòu)減量化設(shè)計方法11
2.1基本要求12
2.2發(fā)展趨勢13
2.3減量化設(shè)計的意義19
2.4減量化技術(shù)研究現(xiàn)狀20
2.5結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計基本理論26
2.5.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型26
2.5.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化求解方法27
2.5.3結(jié)構(gòu)優(yōu)化步驟流程29
2.6基于智能優(yōu)化算法的金屬結(jié)構(gòu)減量化設(shè)計方法30
2.6.1可靠性優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型30
2.6.2基于區(qū)間模型的非概率可靠性優(yōu)化求解方法31
2.6.3基于MATLAB的內(nèi)層可靠性分析方法31
2.6.4基于飛蛾火焰算法的外層優(yōu)化方法32
2.7連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化原理及設(shè)計方法33
ⅩⅩⅠ
ⅩⅩⅡ
2.7.1變密度法概述33
2.7.2變密度法的插值模型及數(shù)學(xué)模型35
2.7.3有限元理論36
2.7.4基于優(yōu)化準(zhǔn)則法的變密度拓?fù)鋬?yōu)化39
2.7.5拓?fù)鋬?yōu)化步驟41
2.8動態(tài)設(shè)計基本理論42
2.8.1動力學(xué)問題有限元法43
2.8.2集中參數(shù)法46
2.8.3拉格朗日方程46
2.8.4非線性多自由度系統(tǒng)運動方程求解與分析47
2.8.5動態(tài)優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型55
2.8.6優(yōu)化設(shè)計流程56
2.8.7人體舒適性定量評價方法58
2.9工程實例61
2.9.1減量化在起重機設(shè)計中的應(yīng)用61
2.9.2橋式起重機減量化系列設(shè)計62
2.9.3司機起重機軌道系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計74
本章小結(jié)91
第3章工程機械載荷譜分析技術(shù)93
3.1典型工況載荷譜測試分析技術(shù)94
3.1.1典型工況載荷譜測試分析技術(shù)研究94
3.1.2載荷譜測試技術(shù)94
3.1.3載荷信號分析技術(shù)99
3.1.4工程機械載荷譜編譜方法研究102
3.2隨機工況載荷譜統(tǒng)計分析技術(shù)108
3.2.1小樣本實測載荷譜中特征參數(shù)的數(shù)據(jù)處理108
3.2.2隨機載荷譜的獲取111
3.3當(dāng)量載荷譜預(yù)測技術(shù)112
3.3.1基于改進vSVR算法的預(yù)測模型112
3.3.2基于改進相關(guān)向量機的預(yù)測模型116
3.4載荷譜分析技術(shù)在耐久性試驗中的應(yīng)用121
本章小結(jié)125
第4章工程機械失效模式分析技術(shù)127
4.1失效準(zhǔn)則128
4.1.1強度失效準(zhǔn)則128
4.1.2剛度失效準(zhǔn)則129
4.1.3穩(wěn)定性失效準(zhǔn)則129
4.1.4焊接效應(yīng)失效準(zhǔn)則129
4.2金屬結(jié)構(gòu)潛在失效模式預(yù)測模型132
4.2.1金屬結(jié)構(gòu)失效模式模糊數(shù)據(jù)庫133
4.2.2金屬結(jié)構(gòu)潛在失效模式預(yù)測135
4.2.3潛在失效模式預(yù)測結(jié)果修正145
本章小結(jié)146
第5章工程機械疲勞壽命評估方法149
5.1疲勞裂紋擴展理論150
5.1.1結(jié)構(gòu)裂紋150
5.1.2裂紋尖端附近的應(yīng)力強度因子151
5.1.3斷裂準(zhǔn)則153
5.1.4裂紋擴展公式推導(dǎo)154
5.2參數(shù)確定155
5.2.1初始裂紋尺寸a0及臨界裂紋尺寸aC156
5.2.2裂紋擴展門檻值ΔKth與斷裂韌度KⅠC156
5.2.3材料參數(shù)CP、m及幾何修正系數(shù)Y157
5.3基于斷裂力學(xué)疲勞壽命預(yù)測數(shù)學(xué)模型158
5.3.1裂紋擴展壽命估算158
5.3.2均方根等效應(yīng)力法159
5.4疲勞壽命預(yù)測160
5.5基于名義應(yīng)力法的疲勞分析161
5.6應(yīng)力疲勞分析理論162
5.6.1名義應(yīng)力法的假設(shè)和分析過程163
5.6.2名義應(yīng)力法SN曲線164
5.6.3影響因素167
5.7結(jié)構(gòu)件的SN曲線171
5.7.1幾種常用的SN曲線171
5.7.2等壽命曲線172
5.8名義應(yīng)力法疲勞壽命預(yù)測174
5.8.1建立雙參數(shù)SN曲面174
5.8.2疲勞壽命評估175
本章小結(jié)177
第6章工程機械大型結(jié)構(gòu)件智能焊接制造技術(shù)179
6.1國內(nèi)外焊接技術(shù)現(xiàn)狀分析180
6.1.1國外技術(shù)現(xiàn)狀180
6.1.2國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀186
6.2柔性自動化焊接系統(tǒng)188
ⅩⅩⅢ
ⅩⅩⅣ
6.2.1焊接機器人系統(tǒng)191
6.2.2激光雙絲MAG復(fù)合焊接系統(tǒng)193
6.2.3重載焊接變位機196
6.3智能焊接工藝198
6.3.1智能焊縫識別與焊道規(guī)劃系統(tǒng)198
6.3.2焊接工藝及專家數(shù)據(jù)庫201
6.4在線監(jiān)測及質(zhì)量輔助控制系統(tǒng)218
6.4.1溫度測量系統(tǒng)218
6.4.2焊接參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)219
6.4.3坡口尺寸檢測及自適應(yīng)控制系統(tǒng)220
6.4.4焊接電弧及熔池監(jiān)控系統(tǒng)222
6.5智能焊接技術(shù)應(yīng)用效果223
6.5.1質(zhì)量提升223
6.5.2效率提升225
6.5.3焊接過程管理226
本章小結(jié)228
第7章工程機械共性部件再制造技術(shù)229
7.1綠色高效清洗230
7.1.1清洗機理230
7.1.2整體清洗系統(tǒng)設(shè)計234
7.2高效無損檢測236
7.2.1結(jié)構(gòu)件常見焊接缺陷受載過程中的聲發(fā)射特性分析技術(shù)237
7.2.2小波分析在焊接裂紋源模式識別中的應(yīng)用243
7.3共性部件再制造成形245
7.3.1高能束熔敷再制造成形工藝246
7.3.2碳纖維增強強化再制造工藝257
7.3.3大型液壓缸缸筒內(nèi)壁電刷鍍再制造工藝267
本章小結(jié)269
第8章金屬結(jié)構(gòu)風(fēng)險評估技術(shù)271
8.1基于改進DEMATEL法的金屬結(jié)構(gòu)風(fēng)險評估模型272
8.1.1建立評價因素集272
8.1.2檢測點模糊評價等級272
8.1.3檢測點模糊評價矩陣274
8.1.4基于改進DEMATEL法的檢測點評價指標(biāo)權(quán)重274
8.1.5檢測點綜合評價矩陣276
8.1.6金屬結(jié)構(gòu)綜合評價矩陣277
8.1.7金屬結(jié)構(gòu)風(fēng)險度277
8.2工程實例278
8.2.1流動式起重機原始特征參數(shù)及典型使用工況278
8.2.2流動式起重機臂架結(jié)構(gòu)潛在失效模式實例庫280
8.2.3流動式起重機臂架結(jié)構(gòu)潛在失效模式修正287
8.2.4流動式起重機臂架結(jié)構(gòu)風(fēng)險評估290
8.2.5流動式起重機臂架結(jié)構(gòu)風(fēng)險評估結(jié)果分析295
本章小結(jié)299
第9章工程機械金屬結(jié)構(gòu)修復(fù)利用技術(shù)301
9.1引言302
9.2現(xiàn)役性能可利用性分析303
9.2.1基于疲勞剩余壽命可靠度的現(xiàn)役性能可利用性304
9.2.2基于強度冗余的現(xiàn)役性能可利用性313
9.3修復(fù)技術(shù)可行性分析316
9.4經(jīng)濟可行性分析318
9.4.1基于失效特征的損傷臂節(jié)修復(fù)成本318
9.4.2損傷臂節(jié)修復(fù)成本數(shù)據(jù)庫321
9.4.3損傷臂節(jié)修復(fù)成本預(yù)測321
9.5環(huán)境資源可行性分析322
本章小結(jié)323
第10章工程機械成套裝備綠色供應(yīng)鏈技術(shù)325
10.1綠色供應(yīng)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系及關(guān)鍵技術(shù)326
10.1.1綠色供應(yīng)鏈關(guān)鍵支撐理論與技術(shù)326
10.1.2綠色供應(yīng)鏈綠色能效評估方法與技術(shù)330
10.1.3綠色供應(yīng)鏈平臺建設(shè)關(guān)鍵支撐技術(shù)332
10.1.4綠色供應(yīng)鏈綠色標(biāo)準(zhǔn)體系335
10.2基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的智能化工程機械大型成套裝備綠色
供應(yīng)鏈平臺335
10.2.1綠色供應(yīng)鏈信息集成和共享平臺335
10.2.2大型成套裝備工控安全管理平臺337
10.3智能化工程機械大型成套裝備綠色供應(yīng)鏈?zhǔn)痉稇?yīng)用339
本章小結(jié)339
參考文獻340
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