汽车结构的耐久性：理论与实践
| 作者 |
| 黄力平 陈嘉全 |
| 丛书名 |
| 出版社 |
| 机械工业出版社* |
| ISBN |
| 9787111646679 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介 本书全面系统地介绍了现代汽车设计中汽车结构耐久性能的设计要求、相关分析的基础理论和方法,以及汽车主要系统的结构耐久分析。本书分为两部分。第1章至第8章为上篇，主要介绍汽车结构耐久性能的主要失效问题、相关问题的力学理论和分析方法。第1章概述汽车结构耐久的各种失效和主要设计要求。第2章讨论金属材料和结构的力学性能。第3章讨论汽车结构耐久仿真分析的多体动力学方法和有限元方法。第4章和第5章分别讲述汽车结构疲劳分析所需要的长期载荷下结构位移和应力的计算方法，着重介绍应力的模态分析理论。第6章叙述各种汽车结构相关的疲劳分析方法，包括汽车金属构件、焊点、焊缝、热疲劳的分析方法。第7章介绍金属零件接触表面的磨损，着重介绍零件表面接触应力计算和接触疲劳分析的方法。第8章讲述结构屈曲（稳定性）的基础理论。第9章至第15章为下篇，介绍汽车主要系统的结构耐久分析，包括汽车结构耐久的主要载荷的计算、底盘、车身、发动机和传动系统的结构耐久分析以及试验验证。 读者可以通过本书，全面了解当前汽车结构耐久设计与分析的主要内容、相关的基础理论，以及汽车主要系统的结构耐久分析方法，了解汽车结构耐久的主要失效问题和机理，以及相应的分析方法，并能在汽车结构的实际设计中加以应用。 本书适合整车企业、汽车零部件企业、第三方检验机构的工程人员和高校汽车专业师生阅读参考。 |
| 目录 |
| 序 前言 上篇汽车结构耐久性能的基础理论和分析方法 第1章汽车结构的耐久性能概述3 11汽车设计中的结构耐久性能要求3 111汽车的耐久性能及其设计目标3 112汽车结构的耐久性能要求4 12汽车结构在正常使用情况下的主要失效5 121汽车在正常使用下的主要失效5 122结构的过度变形8 123零件的屈曲9 124零件的断裂10 125零件的磨损 12 126零件的腐蚀12 127老化13 128本书范畴13 13汽车结构耐久性能的设计要求14 131汽车产品耐久性能的总要求14 132汽车在静态下的结构耐久要求15 133汽车在运输状态下的结构耐久要求16 134汽车在行驶状态下的结构耐久要求16 135汽车在维修状态下的结构耐久要求16 14汽车结构的设计、分析与验证16 141汽车结构设计的过程16 142汽车设计中的工程分析17 143汽车结构设计的验证18 144汽车结构分析中的计算机辅助工程19 第2章金属材料和结构的基本力学性能21 21金属材料的失效形式和力学性能21 211金属材料的失效形式21 212金属材料的力学性能21 22无缺陷材料的静态力学性能22 221常温下材料单向静态拉伸时的力学行为22 222材料的变形24 223温度对材料力学性能的影响25 224常温下材料单向动态拉伸时的力学性能27 225多向复合应力状态下的材料强度理论27 23有缺陷材料的静态力学性能29 231材料的断裂韧度和单向裂纹问题30 232材料的裂纹对结构强度的影响31 233复合型裂纹问题32 24材料在交变载荷下的力学性能33 241无缺陷材料的疲劳强度33 242有缺陷材料的疲劳问题35 25结构的力学性能36 251结构的刚度36 252结构的强度38 253结构的振动特性39 254结构的稳定性40 26汽车结构耐久性能的力学要素40 参考文献42 第3章汽车结构耐久性能的计算机仿真分析43 31多体系统动力学43 311多体系统43 312汽车多体动力学模型46 313多刚体系统动力学方程47 314柔性多体动力学49 32有限元方法的基本原理 50 321汽车结构的有限元描述50 322弹性力学问题的有限元方法52 33非线性问题的有限元方法58 331材料非线性问题的有限元分析59 332几何非线性问题的有限元分析63 333接触问题的有限元分析65 34动力学问题的有限元方法67 341线性动力学问题68 342非线性动力学问题69 343非线性有限元的计算方法72 344虚拟试车场73 35热力学分析的基本原理86 351热传导方程86 352热传导方程的有限元方法解法87 353热应变90 354热应力91 36发动机相关性能仿真分析的简介 91 37汽车结构耐久的计算机仿真分析93 参考文献97 第4章长期载荷下结构位移的计算方法98 41结构的静态位移99 42结构的动态位移100 421直接积分法100 422模态分析法100 43结构对支座运动的响应105 431结构对单一支座同向平动运动的响应107 432结构对单一支座多向运动的响应108 433结构对多支座运动的响应109 参考文献110 第5章长期载荷下结构应力的计算方法111 51平面应力的基本公式111 52静态应力的计算113 521直接计算法114 522静态模态应力叠加法115 53准静态应力的计算（惯性释放分析法）123 54动态应力的计算（应力模态分析理论）125 541模态应力126 542强迫振动的瞬态应力响应解 130 543应力频率响应函数133 544共振时的应力134 545振动系统位移和应力响应的比较140 546模态截断的影响141 547模态截断后的剩余模态143 548动力学响应计算中的静态响应149 549汽车综合耐久试验仿真中的应力计算与分析151 参考文献164 第6章结构疲劳寿命的基础理论和计算方法165 61疲劳失效的概念165 62应力-寿命法166 621 应力-寿命曲线166 622应力-寿命的近似公式169 623平均应力对寿命的影响171 624其他影响疲劳寿命的因素175 625变幅应力下的疲劳寿命计算176 626多向应力下的疲劳寿命计算179 63应变-寿命法181 631应力-应变关系181 632应变-寿命曲线184 633平均应力对疲劳寿命的影响185 634不规则应力下的应力循环187 635多向应力下的疲劳寿命计算190 636塑性应力和应变的近似计算190 637应变-寿命法的实际应用191 64组合事件的应变疲劳寿命计算方法194 641临界平面的确定195 642平均应力修正197 643组合事件的疲劳寿命计算197 65频域振动疲劳寿命的理论201 651时域响应和频域响应201 652应力功率谱密度201 653频域疲劳寿命计算202 654应力响应功率谱密度的计算203 655频域方法的局限性204 66裂纹扩展205 67焊缝的疲劳分析207 671名义应力法208 672热点应力法209 673结构应力法 209 674缺口应力法216 68焊点的疲劳分析217 681焊点的一般特性217 682Rupp-Storzel-Grubisic方法219 683Kang-Dong-Hong方法221 684Swellam方法223 69热疲劳的分析224 691应力-应变关系225 692基于温度－时间参数的蠕变寿命估算方法227 693基于损伤力学的蠕变寿命计算方法229 694Sehitoglu损伤模型231 695发动机结构的疲劳分析232 参考文献235 第7章接触表面的磨损和腐蚀237 71磨损的基本概念237 72黏着磨损238 73磨料磨损238 74疲劳磨损239 741接触应力239 742接触疲劳破坏的应力准则242 743接触疲劳磨损的机理243 744接触疲劳的计算244 745接触疲劳与整体结构疲劳的差别244 75腐蚀磨损245 参考文献246 第8章结构屈曲（稳定性）的基础理论247 81结构屈曲的临界载荷248 811线性屈曲分析248 812临界载荷的非线性分析方法251 813几何不完美结构的临界载荷251 82后屈曲分析252 821非线性屈曲的计算方法252 822后屈曲的结构变形253 823瞬间翻转型屈曲(snapthrough buckling) 253 参考文献257 下篇汽车主要系统的结构耐久性能分析 第9章汽车结构耐久的载荷261 91汽车使用时的载荷261 911汽车正常使用时的载荷261 912汽车结构耐久的设计载荷265 92整车结构设计的路面载荷267 921路面工况的设计载荷267 922准静态设计载荷的类型270 923整车结构设计的典型工况271 924集中质量零部件的准静态设计载荷283 925时域的动态道路载荷284 926基于多体动力学的虚拟试车场287 927关于整车道路载荷的更多说明290 93发动机结构的设计载荷295 931装配载荷295 932机械载荷297 933热载荷308 94汽车发动机悬置的载荷312 941发动机悬置静态经验工况的载荷分解312 942发动机悬置的动态载荷分解313 参考文献313 第10章底盘结构的耐久分析315 101概述315 1011刚度分析315 1012强度分析316 1013疲劳分析317 102悬架类型简介320 1021麦弗逊式前悬架320 1022双横臂式前悬架320 1023扭力梁式后悬架320 1024多连杆后悬架321 103前悬架结构的耐久分析321 1031前转向节的结构耐久分析321 1032下控制臂的结构耐久分析324 1033前副车架的结构耐久分析327 1034上控制臂的结构耐久分析331 1035稳定杆的结构耐久分析332 104后悬架结构的耐久分析332 1041后转向节的结构耐久分析332 1042后副车架的结构耐久分析334 1043后悬架弹簧托臂的结构耐久分析336 1044二力杆控制臂的结构耐久分析337 1045扭力梁的结构耐久分析339 105动力悬置支架的结构耐久分析343 第11章车身本体结构的耐久分析347 111概述347 112车身本体结构的整体刚度348 1121车身弯曲刚度348 1122车身扭转刚度351 1123车身模态353 113车身局部结构的刚度353 1131洞口变形量353 1132前端、后端弯曲刚度 354 114安装点的刚度355 1141车身悬架安装点静刚度355 1142车身座椅安装点的刚度 356 1143车身发动机舱盖安装点刚度357 1144车身车门铰链和门锁安装点的刚度357 1145车身后背门安装点刚度358 1146踏板安装点刚度359 1147其他零部件安装点的刚度360 115准静态工况下白车身结构的静强度361 116车身局部强度362 1161车身减振器座的强度362 1162制动踏板安装点强度364 1163汽车举升点的结构强度365 1164拖钩安装点强度366 1165蓄电池安装点强度368 117车身结构的疲劳分析369 1171综合耐久试验载荷下的车身结构疲劳369 1172制动踏板安装点的疲劳376 118车身覆盖件的抗凹性377 第12章开闭件结构的耐久分析380 121概述380 122发动机舱盖的结构耐久分析381 1221发动机舱盖结构的刚度381 1222发动机舱盖结构的强度和疲劳384 123侧门的结构耐久分析385 1231侧门结构的刚度385 1232侧门结构的强度和疲劳387 124行李舱盖的结构耐久分析390 1241行李舱盖结构的刚度390 1242行李舱盖结构的强度和疲劳391 125后背门的结构耐久分析392 1251后背门结构的刚度392 1252后背门的强度和疲劳393 第13章发动机结构的耐久分析396 131概述396 132缸盖的结构耐久分析398 1321缸盖相关的失效形式398 1322缸盖的高周疲劳分析399 1323缸盖的低周疲劳分析404 1324缸垫的密封性分析405 1325气门和气门座的变形和错位410 133缸体的结构耐久分析414 1331缸体的失效模式414 1332缸体上部的高周疲劳分析417 1333缸体下部的高周疲劳分析417 1334缸体的磨蚀疲劳分析420 1335气缸孔变形421 1336曲轴孔的变形和错位425 134连杆的结构耐久分析428 1341连杆的失效模式428 1342连杆的危险工况430 1343连杆的强度分析431 1344连杆的屈曲分析434 |
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