有色金属材料轻量化设计

笫1篇 轻量化设计——材料
1 材料选择的准则
1.1 性能参数
1.2 线弹性特征值
1.3 非线弹性特征值
1.4 载荷性能
1.5 相关材料性能
1.5.1 比容积
1.5.2 比刚度
1.5.3 稳定性阻力
1.5.4 断裂系数
1.5.5 材料评估
1.6 品质指数
1.7 轻量化指数
1.8 材料选择的要点
2 铝合金
2.1 铝合金的热处理及时效强化
2.1.1 铝合金的分类
2.1.2 铝合金热处理强化特点
2.1.3 影响时效强化的主要因素
2.2 变形铝合金
2.2.1 变形铝及铝合 号和表示方法
2.2.2 防锈铝合金
2.2.3 硬铝合金
2.2.4 超硬铝合金
2.2.5 锻铝合金
2.2.6 变形铝合金的热处理及金相检验
2.3 铸造铝合金
2.3.1 铝硅及铝硅镁铸造合金
2.3.2 其他铸造铝合金
2.3.3 铸造铝合金的热处理
3 镁合金
3.1 概述
3.1.1 镁的基本性质
3.1.2 镁合金的特点
3.1.3 镁合金的分类
3.2 镁合金的合金化
3.2.1 合金元素对组织和性能的影响
3.2.2 镁合金的强韧化
3.3 变形镁合金的组织性能
3.4 铸造镁合金的组织和性能
3.4.1 Mg-Al-Zn系铸造合金
3.4.2 Mg-Zn-Zr系铸造合金
3.4.3 Mg-RE-Zr系耐热铸造合金
3.5 镁合金的热处理
3.6 镁合金的应用
3.6.1 镁合金在汽车工业中的应用
3.6.2 镁合金在航空领域中的应用
3.6.3 镁合金在家用电器中的应用
4 钛合金
4.1 钛合金的合金化原理
4.1.1 钛的基本性质与合金化
4.1.2 钛合金的相变特点
4.1.3 钛合金的分类
4.2 α钛合金
4.3 α+β钛合金
4.3.1 α+β钛合金合金化特点
4.3.2 Ti-Al-V系合金（TC3、TC4、TC10）
4.3.3 其他α+β钛合金
4.4 β钛合金
4.5 钛及钛合金的发展与应用
4.5.1 钛合金生产工艺的改善
4.5.2 钛及钛合金的新发展和新应用
第2篇 轻量化设计
5 轻量化的目标
6 轻量化的结构问题
6.1 降低自重
6.2 成本模型
6.3 设计的边界条件与使用条件
7 轻量化的方法和辅助工具
7.1 设计技术
7.2 计算方法
7.3 测试技术
7.4 试验技术
8 轻量化设计原则
8.1 结构特征
8.2 设计原则
第3篇 轻量化设计——有限元方法（FEM）
9 轻量材料力学设计实例
9.1 阀门执行器静应力分析
9.1.1 建立阀门执行器端盖模型
9.1.2 参数的设置
9.1.3 网格划分
9.1.4 某阀门执行器端盖静应力模拟结果
9.1.5 端盖结构优化
9.2 疲劳——奥迪车轮辋疲劳分析
9.2.1 奥迪车轮辋模型建立和参数确定
9.2.2 载荷的加载
9.2.3 仿真模拟结果分析
9.3 机舱底座模态分析
9.3.1 模态分析前处理
9.3.2 模态分析后处理
9.4 H型钢柱抗震分析
9.4.1 H型钢静应力分析
9.4.2 H型钢柱的抗震性能有限元分析
9.4.3 H型钢抗震性能优化
10 复合材料热学设计实例
10.1 热分析——齿轮热处理模拟仿真
10.1.1 齿轮模型的建立
10.1.2 温度场参数的设置
10.1.3 齿轮材料的应用
10.1.4 热处理中载荷加载
10.1.5 工艺参数的添加
10.1.6 有限元网格的划分
10.1.7 热处理过程模拟分析
10.2 热/力耦合——转炉炉壳热应力场模拟仿真
10.2.1 模型建立
10.2.2 参数设置
10.2.3 结果分析
10.2.4 结果与探讨
10.2.5 总结
11 铝电解槽电/磁耦合场分析
11.1 模型建立
11.1.1 物理模型
11.1.2 数学模型
11.1.3 有限元模型
11.1.4 单元类型和物性参数
11.1.5 边界条件
11.2 电磁场计算结果分析
11.2.1 电场计算结果分析
11.2.2 磁场计算结果分析
11.2.3 电磁力计算结果分析
11.3 本章小结
11.3.1 电场
11.3.2 磁场
11.3.3 电磁力场
12 复合材料显微结构轻量化设计实例
12.1 零维及多孔 热材料——多孔材料等效导热系数的数值模拟
12.1.1 模型建立
12.1.2 参数确定与边界条件
12.1.3 气孔率对耐火材料导热系数的影响
12.2 一维材料增强复合材料——纳米Al2O3增强铝基复合材料力学性能
12.2.1 多粒子随机分布三维立方单胞模型
12.2.2 加载过程
12.2.3 结果分析与讨论
12.3 二维材料增强复合材料—梯度复合材料数值建模及磨损行为热力耦合有限元模拟
12.3.1 建立梯度材料数值模