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汽車底盤現代設計（簡體書）
- 系列名：汽車現代設計系列叢書
- ISBN13：9787118087475
- 出版社：國防工業出版社
- 作者：李舜酩; 劉獻棟
- 裝訂／頁數：平裝／244頁
- 規格：23.5cm*16.8cm (高/寬)
- 出版日：2013/08/01
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商品簡介
名人/編輯推薦
目次
書摘/試閱
商品簡介
近20年來，隨著科學技術的進步，我國汽車工業飛速發展，在設計方法上充分運用了現代新技術，取得了很大成就。眾多高校開設有車輛工程專業，其核心課程“汽車設計”十分有必要明確為“汽車底盤設計”，並在主要介紹靜強度設計的基礎上，跟隨汽車行業現代的設計水平，在設計技術、設計方法上進行新的調整，編寫一套用於大學本科生的教材。
本教材打破傳統的汽車設計教材編寫體系，從設計方法的角度安排全書內容。本教材主要包括如下7章內容：汽車底盤佈局設計、傳動結構傳統設計、汽車結構工作穩定性設計、汽車結構抗疲勞與可靠性設計、汽車結構的計算機輔助設計、汽車結構輕量化設計、汽車動力學設計。
本教材是為大學本科車輛工程專業編寫的專業教材，適合於該專業及其相關專業的大學生作為教材或主要教學參考書使用，也可以作為相關工程技術人員和專科學生的自學參考書。
本教材打破傳統的汽車設計教材編寫體系，從設計方法的角度安排全書內容。本教材主要包括如下7章內容：汽車底盤佈局設計、傳動結構傳統設計、汽車結構工作穩定性設計、汽車結構抗疲勞與可靠性設計、汽車結構的計算機輔助設計、汽車結構輕量化設計、汽車動力學設計。
本教材是為大學本科車輛工程專業編寫的專業教材，適合於該專業及其相關專業的大學生作為教材或主要教學參考書使用，也可以作為相關工程技術人員和專科學生的自學參考書。
名人/編輯推薦
《汽車現代設計系列叢書:汽車底盤現代設計》通過典型例題的分析，能夠用傳統方法對汽車底盤機構進行分析、計算與設計，并能夠對一般的汽車結構零部件的現代設計技術與方法具有初步分析能力和設計能力，為今后從事汽車底盤的分析與設計打下良好的基礎。
目次
第1章 汽車底盤布局設計
1.1 汽車總體設計的任務及開發程序
1.1.1 汽車總體設計的任務
1.1.2 汽車開發程序
1.2 汽車形式的選擇
1.2.1 汽車的軸數和驅動形式
1.2.2 汽車的布置形式
1.3 汽車主要參數的選擇
1.3.1 汽車主要尺寸的確定
1.3.2 汽車質量參數的確定
1.3.3 汽車性能參數的確定
1.4 發動機的選擇
1.4.1 發動機形式的選擇
1.4.2 發動機主要性能指標的選擇
1.4.3 發動機的懸置
1.5 車身形式與輪胎選擇
1.5.1 車身形式
1.5.2 輪胎的選擇
1.6 汽車的總體布置和各部件布置
1.6.1 整車布置的基準線（面）——零線的確定
1.6.2 各部件的布置
1.7 汽車動力系統匹配
第2章 傳動結構傳統設計
2.1 傳動結構設計的基本要求
2.2 離合器結構設計
2.2.1 離合器結構方案與主要參數的選擇
2.2.2 離合器膜片彈簧的設計與計算
2.2.3 扭轉減振器的設計
2.2.4 離合器的操縱機構設計
2.3 機械式變速器結構設計
2.3.1 變速器主要參數的選擇
2.3.2 變速器的設計與計算
2.3.3 同步器設計
2.4 驅動橋設計
2.4.1 驅動橋的結構方案分析
2.4.2 主減速器設計
2.4.3 差速器設計
2.4.4 車輪傳動裝置設計
2.4.5 驅動橋殼設計
2.5 傳動軸與轉向器設計
2.5.1 萬向傳動的運動和受力分析
2.5.2 傳動軸結構分析與設計
2.5.3 機械式轉向器方案分析與設計
第3章 汽車結構工作穩定性設計
3.1 汽車結構工作穩定性設計要求
3.1.1 懸架的設計要求
3.1.2 轉向系的設計要求
3.1.3 制動系統設計要求
3.2 懸架結構設計
3.2.1 懸架主要參數的確定
3.2.2 鋼板彈簧的計算
3.2.3 少片彈簧設計計算
3.2.4 扭桿彈簧設計計算
3.2.5 獨立懸架導向機構的設計
3.3 動力轉向機構設計
3.3.1 對動力轉向機構的要求
3.3.2 動力轉向機構布置方案分析
3.4 制動系統設計
3.4.1 制動器主要參數的確定
3.4.2 制動器的設計與計算
3.4.3 制動驅動機構的設計與計算
3.5 汽車行駛穩定性設計
3.5.1 行駛制動防前俯設計
3.5.2 行駛制動防后仰設計
3.5.3 轉彎時側向載荷轉移
第4章 汽車結構抗疲勞與可靠性設計
4.1 材料的疲勞強度
4.1.1 疲勞破壞的基本概念
4.1.2 材料的S-N曲線
4.1.3 材料的疲勞極限
4.1.4 試驗數據的特征計算與疲勞壽命的計算步驟
4.1.5 材料的P-S-N曲線
4.2 零部疲勞強度的影響因素
4.2.1 應力集中對疲勞強度的影響
4.2.2 零件尺寸對其疲勞強度的影響
4.2.3 表面狀態對疲勞強度的影響
4.2.4 平均應力對疲勞強度的影響
4.3 零部件的抗疲勞設計方法
4.3.1 抗疲勞設計方法簡介
4.3.2 無限壽命設計方法
4.3.3 名義應力有限壽命設計方法
4.3.4 局部應力應變分析法
4.3.5 損傷容限設計方法
4.4 載荷譜設計方案
4.4.1 載荷譜設計的一般考慮
4.4.2 雨流計數法
4.4.3 典型設計譜
4.5 汽車可靠性設計
4.5.1 可靠性的概念及設計原理
4.5.2 疲勞強度的可靠性設計方法
4.5.3 汽車零部件的可靠性設計
第5章 汽車結構的計算機輔助設計
5.1 CAE技術
5.1.1 CAE技術簡介
5.1.2 計算機輔助設計
5.2 有限元輔助設計方法
5.2.1 有限元法與有限元分析
5.2.2 汽車底盤有限元建模方法
5.2.3 底盤部件的有限元模型建立
5.3 計算機輔助車架靜力設計
5.3.1 典型工況的確定與評價指標
5.3.2 彈性元件和約束的處理
5.3.3 靜態分析理論基礎
5.3.4 靜力分析在ANSYS上的實現
5.4 底盤結構的計算機輔助設計
5.4.1 車架的靜態計算分析
5.4.2 車橋的有限元計算分析
5.4.3 鋼板彈簧的有限元計算分析
第6章 汽車結構輕量化設計
6.1 汽車結構輕量化的途徑
6.1.1 對汽車結構進行優化設計
6.1.2 選用輕質材料
6.1.3 提高制造工藝
6.2 汽車結構優化設計的概念與方法
6.2.1 優化設計的數學模型
6.2.2 結構優化設計的分類
6.2.3 優化設計的常用方法
6.3 汽車結構優化設計
6.3.1 離合器結構優化設計
6.3.2 汽車動力傳動系參數優化匹配
6.3.3 汽車機械式變速器齒輪系的多目標優化設計
6.3.4 汽車懸掛彈簧優化設計
6.3.5 汽車車架的結構輕量化設計
6.4 新型材料的選擇設計
6.4.1 高強度鋼的設計運用
6.4.2 鋁在設計中的應用
6.4.3 鎂的應用
6.4.4 鈦的應用
6.4.5 塑料的應用
6.4.6 輕量化材料應用的發展
第7章 汽車結構動力學設計
7.1 底盤結構的動態特性分析
7.1.1 振動模態分析的基本理論及方法
7.1.2 車架結構的模態特性分析
7.2 底盤結構的響應分析
7.3 汽車懸掛系統的減振特性
7.3.1 被動懸掛系統減振
7.3.2 主動與半主動懸掛系統減振
7.3.3 阻尼減振技術
7.4 汽車對路面振動激勵的響應
7.4.1 路面振動激勵模型
7.4.2 對于路面激勵的響應
參考文獻
1.1 汽車總體設計的任務及開發程序
1.1.1 汽車總體設計的任務
1.1.2 汽車開發程序
1.2 汽車形式的選擇
1.2.1 汽車的軸數和驅動形式
1.2.2 汽車的布置形式
1.3 汽車主要參數的選擇
1.3.1 汽車主要尺寸的確定
1.3.2 汽車質量參數的確定
1.3.3 汽車性能參數的確定
1.4 發動機的選擇
1.4.1 發動機形式的選擇
1.4.2 發動機主要性能指標的選擇
1.4.3 發動機的懸置
1.5 車身形式與輪胎選擇
1.5.1 車身形式
1.5.2 輪胎的選擇
1.6 汽車的總體布置和各部件布置
1.6.1 整車布置的基準線（面）——零線的確定
1.6.2 各部件的布置
1.7 汽車動力系統匹配
第2章 傳動結構傳統設計
2.1 傳動結構設計的基本要求
2.2 離合器結構設計
2.2.1 離合器結構方案與主要參數的選擇
2.2.2 離合器膜片彈簧的設計與計算
2.2.3 扭轉減振器的設計
2.2.4 離合器的操縱機構設計
2.3 機械式變速器結構設計
2.3.1 變速器主要參數的選擇
2.3.2 變速器的設計與計算
2.3.3 同步器設計
2.4 驅動橋設計
2.4.1 驅動橋的結構方案分析
2.4.2 主減速器設計
2.4.3 差速器設計
2.4.4 車輪傳動裝置設計
2.4.5 驅動橋殼設計
2.5 傳動軸與轉向器設計
2.5.1 萬向傳動的運動和受力分析
2.5.2 傳動軸結構分析與設計
2.5.3 機械式轉向器方案分析與設計
第3章 汽車結構工作穩定性設計
3.1 汽車結構工作穩定性設計要求
3.1.1 懸架的設計要求
3.1.2 轉向系的設計要求
3.1.3 制動系統設計要求
3.2 懸架結構設計
3.2.1 懸架主要參數的確定
3.2.2 鋼板彈簧的計算
3.2.3 少片彈簧設計計算
3.2.4 扭桿彈簧設計計算
3.2.5 獨立懸架導向機構的設計
3.3 動力轉向機構設計
3.3.1 對動力轉向機構的要求
3.3.2 動力轉向機構布置方案分析
3.4 制動系統設計
3.4.1 制動器主要參數的確定
3.4.2 制動器的設計與計算
3.4.3 制動驅動機構的設計與計算
3.5 汽車行駛穩定性設計
3.5.1 行駛制動防前俯設計
3.5.2 行駛制動防后仰設計
3.5.3 轉彎時側向載荷轉移
第4章 汽車結構抗疲勞與可靠性設計
4.1 材料的疲勞強度
4.1.1 疲勞破壞的基本概念
4.1.2 材料的S-N曲線
4.1.3 材料的疲勞極限
4.1.4 試驗數據的特征計算與疲勞壽命的計算步驟
4.1.5 材料的P-S-N曲線
4.2 零部疲勞強度的影響因素
4.2.1 應力集中對疲勞強度的影響
4.2.2 零件尺寸對其疲勞強度的影響
4.2.3 表面狀態對疲勞強度的影響
4.2.4 平均應力對疲勞強度的影響
4.3 零部件的抗疲勞設計方法
4.3.1 抗疲勞設計方法簡介
4.3.2 無限壽命設計方法
4.3.3 名義應力有限壽命設計方法
4.3.4 局部應力應變分析法
4.3.5 損傷容限設計方法
4.4 載荷譜設計方案
4.4.1 載荷譜設計的一般考慮
4.4.2 雨流計數法
4.4.3 典型設計譜
4.5 汽車可靠性設計
4.5.1 可靠性的概念及設計原理
4.5.2 疲勞強度的可靠性設計方法
4.5.3 汽車零部件的可靠性設計
第5章 汽車結構的計算機輔助設計
5.1 CAE技術
5.1.1 CAE技術簡介
5.1.2 計算機輔助設計
5.2 有限元輔助設計方法
5.2.1 有限元法與有限元分析
5.2.2 汽車底盤有限元建模方法
5.2.3 底盤部件的有限元模型建立
5.3 計算機輔助車架靜力設計
5.3.1 典型工況的確定與評價指標
5.3.2 彈性元件和約束的處理
5.3.3 靜態分析理論基礎
5.3.4 靜力分析在ANSYS上的實現
5.4 底盤結構的計算機輔助設計
5.4.1 車架的靜態計算分析
5.4.2 車橋的有限元計算分析
5.4.3 鋼板彈簧的有限元計算分析
第6章 汽車結構輕量化設計
6.1 汽車結構輕量化的途徑
6.1.1 對汽車結構進行優化設計
6.1.2 選用輕質材料
6.1.3 提高制造工藝
6.2 汽車結構優化設計的概念與方法
6.2.1 優化設計的數學模型
6.2.2 結構優化設計的分類
6.2.3 優化設計的常用方法
6.3 汽車結構優化設計
6.3.1 離合器結構優化設計
6.3.2 汽車動力傳動系參數優化匹配
6.3.3 汽車機械式變速器齒輪系的多目標優化設計
6.3.4 汽車懸掛彈簧優化設計
6.3.5 汽車車架的結構輕量化設計
6.4 新型材料的選擇設計
6.4.1 高強度鋼的設計運用
6.4.2 鋁在設計中的應用
6.4.3 鎂的應用
6.4.4 鈦的應用
6.4.5 塑料的應用
6.4.6 輕量化材料應用的發展
第7章 汽車結構動力學設計
7.1 底盤結構的動態特性分析
7.1.1 振動模態分析的基本理論及方法
7.1.2 車架結構的模態特性分析
7.2 底盤結構的響應分析
7.3 汽車懸掛系統的減振特性
7.3.1 被動懸掛系統減振
7.3.2 主動與半主動懸掛系統減振
7.3.3 阻尼減振技術
7.4 汽車對路面振動激勵的響應
7.4.1 路面振動激勵模型
7.4.2 對于路面激勵的響應
參考文獻
書摘/試閱
第三步，確定狀態變量及控制方法：一個具體的物理問題通常可以用一組包含問題狀態變量邊界條件的微分方程式表示，為適合有限元求解，通常將微分方程化為等價的泛函形式。
第四步，單元推導：對單元構造一個適合的近似解，即推導有限單元的列式，其中包括選擇合理的單元坐標系，建立單元試函數，以某種方法給出單元各狀態變量的離散關系，從而形成單元矩陣（結構力學中稱剛度陣或柔度陣）。
為保證問題求解的收斂性，單元推導有許多原則要遵循。對工程應用而言，重要的是應注意每一種單元的解題性能與約束。例如，單元形狀應以規則為好，畸形時不僅精度低，而且有缺秩的危險，將導致無法求解。
第五步，總裝求解：將單元總裝形成離散域的總矩陣方程（聯合方程組），反映對近似求解域的離散域的要求，即單元函數的連續性要滿足一定的連續條件。總裝是在相鄰單元節點進行，狀態變量及其導數（可能的話）連續性建立在節點處。
第六步，聯立方程組求解和結果解釋：有限元法最終導致聯立方程組。聯立方程組的求解可用直接法、選代法和隨機法。求解結果是單元節點處狀態變量的近似值。對于計算結果的質量，將通過與設計準則提供的允許值比較來評價并確定是否需要重復計算。
簡言之，有限元分析可分成3個階段，前處理、處理和后處理。前處理是建立有限元模型，完成單元網格劃分；后處理則是采集處理分析結果，使用戶能簡便提取信息，了解計算結果。
2.有限元方法的常用單元類型
在底盤車架的單元類型上，早期的有限元分析模型大多采用梁單元模型，其優點是劃分的單元數目和節點數目少，計算速度快。但是梁單元模型難以模擬底盤的許多構件，難以反映焊接、鉚接等連接形式，而且也無法分析底盤中各個部件的應力集中問題。
薄殼單元也是分析中常常采用的單元。薄殼單元模型的精度高于梁單元，它避免了梁模型連接點的不易確定問題，可以反映連接點位置變化。汽車底盤的各種殼體部件、局部加強板、各種附屬支架等情況，可以采用薄殼單元進行分析，試驗證明其精度較高。但薄殼單元模型所占的空間要遠遠大于梁單元，前處理的工作量比較大而且計算時間也比較長。許多學者進行了多種探索，后來發展成用梁單元和薄殼單元混合建模。
最能體現實體幾何原型的單元是實體單元。實體單元基于幾何結構生成，從理論上講，只要構成的圖形足夠精確，實體單元尺寸足夠小，建成的有限元模型就可無限接近實際模型。但這種有限元模型占用的硬件空間最大，計算時間較長。
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