第1章 轻量化的目标

第2章 轻量化的问题结构

2.1 降低自重

2.2 成本模型

2.3 设计的边界条件与使用条件

2.4 轻量化的价值

第3章 轻量化的方法和辅助工具

3.1 设计技术

3.2 计算方法

3.3 测试技术

3.4 试验技术

第4章 轻量化构造

4.1 差动构造

4.2 整体构造

4.3 集成构造

4.4 复合构造

4.5 实壁体与壳体

第5章 材料选择的准则

5.1 性能参数

5.2 线弹性特征值

5.3 非线弹性特征值

5.4 载荷性能

5.5 相关材料性能

5.5.1 比容积

5.5.2 比刚度

5.5.3 稳定性阻力

5.5.4 断裂长度

5.5.5 材料评估

5.6 品质指数

5.7 轻量化指数

5.8 材料选择的要点

第6章 轻量化材料

6.1 钢

6.1.1 改变特性

6.1.2 种类

6.1.3 物理力学性能

6.2 铸铁材料

6.3 铝

6.3.1 改变特性

6.3.2 变形铝合金

6.3.3 铸造铝合金

6.3.4 物理力学性能

6.3.5 烧结铝

6.3.6 泡沫铝

6.4 镁

6.4.1 镁合金

6.4.2 物理力学性能

6.5 钛

6.5.1 纯钛

6.5.2 钛合金

6.5.3 物理力学性能

6.6 塑料

6.7 超轻合金

6.8 纤维增强材料

6.8.1 纤维塑料复合物

6.8.2 纤维增强金属

第7章 轻量化设计原则

7.1 结构特征

7.2 设计原则

第8章 弹性理论基础

8.1 构造单元

8.2 几何特征值

8.2.1 面积惯性矩

8.2.2 Steiner定理

8.2.3 组合型材的面积惯性矩

8.2.4 转换面积惯性矩

8.2.5 主面积惯性矩

8.3 弹性方程

8.3.1 偏移与扭曲

8.3.2 扭曲与应力

8.3.3 平衡

8.3.4 平面弹性等式

8.4 变形能

8.5 杆形单元弹性定律

8.6 面积单元弹性定律

8.6.1 盘单元

8.6.2 板单元

8.6.3 壳单元

第9章 薄壁型杆

9.1 力流

9.2 力流与内力变量

9.3 剪切力弯曲

9.3.1 剪切力流分布

9.3.2 剪切中心

9.3.3 闭口对称设计型材

9.3.4 闭口不对称型材

第10章 型杆的扭转

10.1 基本关系

10.2 实心横截面与管横截面

10.3 闭口薄壁横截面

10.4 开口薄壁横截面

10.5 带有腹板的空心横截面

10.6 横截面的翘曲

10.7 简单型材的翘曲阻力

第11章 开口型杆的弯曲

11.1 广义法向应力问题

11.2 任意横截面的几何特征值

第12章 抗剪壁桁梁型材

12.1 应力载荷模型

12.2 剪切力流导致的力和力矩

12.3 抗剪壁桁梁型材的剪切中心

12.4 组合式抗剪壁桁梁型材

第13章 剪场设计

13.1 剪场

13.2 理想拉伸场

第14章 加固箱型材

14.1 四弦杆模型

14.2 扭转应力载荷

14.3 开口

第15章 能量原理与做功原理

15.1 能量原理

15.2 做功原理

15.3 力学基本关系

第16章 静态不确定结构

16.1 外在不确定性

16.2 内在不确定性

16.2.1 框架结构

16.2.2 平面桁架结构

16.2.3 空间桁架结构

16.3 用于静态不确定结构的弹性方程

16.4 闭口框架

第17章 三明治单元

17.1 构造原理

17.2 材料性能

17.3 均质形芯

17.3.1 基本载荷情形

17.3.2 临界应力载荷

17.4 部分挠曲方法

17.5 杆压弯

17.6 结构化形芯

17.6.1 蜂窝形芯的抗剪强度

17.6.2 管形芯

17.7 不稳定形状

第18章 杆与梁的稳定性

18.1 基本效应

18.2 型杆的压弯

18.2.1 欧拉弯曲压弯情形

18.2.2 双对称型杆与点对称型杆的压弯

18.2.3 简单对称型杆的压弯

18.2.4 不对称型材的压弯

18.3 弹塑性压弯

18.4 倾斜

第19章 板材域和管的凸起

19.1 凸起方程

19.2 凸起方程的求解

19.3 简单凸起情形

19.4 凸起情形对照

19.5 管凸起

19.6 加固盘

19.7 型材的凸起

19.8 卷边

第20章 加固性设计

20.1 加固成形

20.2 压槽

20.2.1 加固效果

20.2.2 结构设计

20.3 加强筋

20.4 边界加固

20.5 翻孔

第21章 力的导入

21.1 加固盘

21.2 常应力的导入弦杆

第22章 连接技术

22.1 使用范围

22.2 铆接

22.2.1 出头铆钉铆接

22.2.2 埋头铆钉铆接

22.2.3 铆连的切应力与拉应力叠加

22.3 焊接

22.3.1 点焊

22.3.2 摩擦焊接

22.4 粘接

22.4.1 粘接材料

22.4.2 基体材料

22.4.3 载荷模型

22.4.4 切应力载荷下粘接连接中的应力分布

22.4.5 不同求解表达式的对比

22.4.6 法向应力影响估计

22.4.7 用于粘接连接的设计规则

22.4.8 粘接连接的抗振强度

22.5 特殊连接方法

第23章 结构优化

23.1 数学优化表达式

23.2 结构特征值的极值

23.3 简单最小化计算

23.3.1 抗弯梁的重量最小化

23.3.2 抗弯杆的重量最小化

23.4 仿生学优化

23.5 切口形状优化

第24章 振动应力载荷结构

24.1 设计哲学

24.2 计算验证的难点

24.3 应力载荷变化过程评估

24.4 失效行为

24.5 机械做功损伤累积

24.6 判断准确性的改进

24.7 残余强度问题

24.8 广义裂纹生长问题

24.9 断裂力学累积

24.10 非线性损伤假定

第25章 结构可靠性

25.1 可靠性分析

25.2 布尔基本排列

25.3 静态特征值

25.4 随机失效

25.5 早期失效和后期失效

第26章 结构声学

26.1 噪声的起因

26.2 声学行为

26.3 固体声传播

26.4 波应力载荷

26.5 阻抗

26.6 理想结构的阻抗

26.7 加固措施的量化

26.8 材料与连接技术的影响

轻量化练习

练习1 2.2 节“成本模型”练习

练习2 第5章 和第6章 “材料选择的准则／轻量化材料”练习

练习3 第6章 “轻量化材料”练习

练习4 第7章 “轻量化设计原则”练习

练习5 8.5 节“杆形单元弹性定律”练习

练习6 8.6.1 小节“盘单元”练习

练习7 9.2 节“薄壁型材-力流与内力变量”练习

练习8 9.3.2 小节“剪切中心”练习

练习9 10.4 节“开口薄壁横截面”练习

练习10 10.5 节“带有腹板的空心横截面”练习

练习11 10.6 节“横截面的翘曲”练习（一）

练习12 10.6 节“横截面的翘曲”练习（二）

练习13 10.7 节“简单型材的翘曲阻力”练习

练习14 第13章 “剪场设计”练习

练习15 第14章 “加固箱型材”练习

练习16 15.1 节“能量原理”练习

练习17 15.2 节“做功原理”练习（一）

练习18 15.2 节“做功原理”练习（二）

练习19 16.4 节“闭口框架”练习

练习20 17.1 节“三明治单元-构造原理”练习

练习21 17.4 节“三明治单元-部分挠曲方法”练习

练习22 18.2 节“型杆的压弯”练习

练习23 18.2.2 小节“双对称型杆与点对称型杆的压弯”练习

练习24 18.2 节“型杆的压弯”练习

练习25 18.2.4 小节“不对称型材的压弯”练习

练习26 第19章 “板材域和管的凸起”练习

练习27 20.1 节“加固构造”（概念轻量化）练习

练习28 20.2 节“压槽”练习

练习29 20.5 节“翻孔”练习

练习30 22.4 节“粘接”练习

练习31 第23章 “结构优化”练习

练习32 第24章 “振动应力载荷结构”练习

练习33 24.8 节“广义裂纹生长问题”练习

练习34 第25章 “结构可靠性”练习

练习35 26.5 节“阻抗”练习（一）

练习36 26.5 节“阻抗”练习（二）

参考文献