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第一章 有效设计的工程概念1

1.1 力流1

目录1

1.2 应力与强度的均衡2

1.3 失效准则和设计目的8

1.3.1 静态强度设计8

1.3 抗冲击设计9

1.4 抗冲击强度9

1.3 刚度设计9

1.3.2 挠度设计9

1.4.1 材料的韧性10

1.4.2 几何回弹力10

1.4.3 均匀的应力分布11

1.4.4 抗冲击强度中的其他因素13

1.5 拉伸与压缩的比较14

第二章 降低成本的数学方法17

2.1 最短距离17

2.1.1 光线以最短距离传播18

2.1.2 平衡位置的势能最小19

2.1.3 三维物体上的最短距离（短程线）20

2.1.4 肥皂膜保持最小表面积21

2.1.5 联接若干节点的最短路线22

2.1.6 通过网络的最短路线23

2.2 可微分的成本函数25

2.2.1 水电站的选址26

2.2.2 纸制牛奶罐和锡罐头的最佳外形26

2.2.3 结构的最佳组合28

2.3 线性规划法31

2.3.1 配料的混合31

2.3.3 铰接结构33

2.3.2 饮食供应问题与运输问题33

2.4 非线性问题35

2.4.1 寻优法35

2.4.2 动态规划法37

2.4.3 几何规划法41

2.5 讨论43

第三章 影响设计的经济因索45

3.1 产品的价值45

3.1.1 功能46

3.1.2 低成本和高价值47

3.1.3 价格分段和目标价格49

3.2.1 安全性是一种不言而喻的保证50

3.2 安全性、可靠性和生态学问题50

3.2.2 违害安全的因素及相应的规定52

3.2.3 失效－安全设计53

3.2.4 安全系数和可靠性54

3.2.5 可靠性设计56

3.2.6 可重复利用的设计59

3.3 生产过程和设计的关系61

3.3.1 标准化和互换性63

3.3.2 标准牛63

3.3.3 积木式组件和部件64

3.3.4 成组技术66

3.3.5 连续生产和流水线67

3.3.6 自动化68

3.3.7 技术要求和公差69

3.3.8 紧缩设计70

3.3.9 可折叠性、可堆垛性和消费者自行组装的货物70

3.3.1 0补偿产品和有差别的定价70

3.4 生产设备和系统的经济问题71

3.4.1 盈亏平衡分析71

3.4.2 复利和投资决策73

3.4.3 机器的经济寿命79

3.4.4 报酬递减率81

3.4.5 缓和运行中的波动82

3.4.6 库存管理和批量84

第四章 使用最少材料的强度设计87

4.1 轻型桁架87

4.1.1 全拉伸和全压缩系统87

4.1.2 同时包含受拉和受压构牛的结构91

4.1.3 抗剪切运动的桁架91

4.1.4 密歇尔应变场91

4.1.5 从桁架到框架93

4.2 考虑屈曲的设计95

4.2.1 桂体的总屈曲97

4.2.2 轻型圆柱100

4.3.超过弹性极限（屈服点）的设计101

4.3.1 塑性变形101

4.3.2 梁的塑性弯曲102

4.3.3 梁的塑性铰104

4.3.4 塑性设计的讨论107

4.4 实际概念和模型108

4.4.1 切除法设计108

4.4.2 加强法设计108

4.4.4 平板结构的纸制模型111

4.4.3 位移和力111

4.4.5 扭转剪应力的薄膜模拟113

6.4.1 接线工具和金属构件113

4.4.6 应力集中117

4.5 壳体、夹层和网纹结构材料119

4.5.1 硬壳121

4.5.2 夹心板与层压板125

4.5.3 充气结构126

4.5.4 表面网纹结构128

第五章 多功能塑料的整体化设计131

5.1 多功能设计举例131

5.2 塑料弹簧132

5.3 塑料轴承135

5.4 塑料齿轮137

5.5 塑料紧固件139

5.6 塑料铰链和塑料连接片142

5.6.1 整体铰链及连接片的技术特点142

5.6.2 活动铰链的设计构思144

5.6.3 其他形式的塑料铰链147

6.1.1 手工装配148

第六章 装配工作的简化148

6.1 简易和快速装配的设计方案148

6.1.2 自动装配151

6.1.3 模塑成形的联接构造154

6.1.4 压力成形的联接构造156

6.1.5 嵌入模塑和嵌铸156

6.1.6 只有一个螺钉的装配件159

6.2 按扣配合和压入配合159

6.2.1 按入力和拔出力的预测161

6.2.2 弹簧及过盈量的设计162

6.2.3 摩擦力与导向角164

6.2.4 考虑刚性和尺寸稳定性的材料选择165

6.2.5 按扣配合与压入配合的对比166

6.2.6 压入配合的设计167

6.3 紧固件169

6.3.1 通过紧固件降低成本169

6.3.2 增加螺栓和螺钉的强度170

6.3.3 空心铆钉和铆钉171

6.3.4 金属片紧固件172

6.4 电气和电子组件173

6.4.2 印刷线路板和波焊174

6.5.1 联接构造和强度175

6.5 粘接175

6.5.2 劳力和成本的研究177

6.6 软钎焊、硬钎焊和熔化焊178

6.6.1 软钎焊178

6.6.2 硬钎焊179

6.6.3 熔化焊179

6.6.4 点焊179

6.7 塑料焊接179

第七章 制造方法和材料的改进181

7.1 可供选择的方法和代用的材料181

7.2 铸造和压铸184

7.3 粉末冶金186

7.4 注射成形法188

7.5 结构泡沫塑料192

7.6 木材194

7.6.1 木材的性质194

7.6.2 最大限度地提高木材的利用率194

7.6.3 增加再生材料的强度196

7.6.4 木工制作和联接技术198

7.7 金属成形、加工和锻造200

7.8 热塑成形法和吹塑成形法204

7.8.1 产品设计206

7.8.2 热塑成形法的加工控制207

7.8.3 吹塑成形法的加工控制208

7.9 金属网和金属线成形210

7.9.1 金属网210

7.9.2 金属线成型210

7.10 机加工213

7.10.1 在设计阶段简化机加工213

7.10.2 选择费用最低和加工时间最少的切削速度217

7.11 薄板和板材的利用219

7.11.1 组合排样220

7.11.2 加工特点和加工速度222

第八章 从理论到实践224

附录226

附录1 价值工程方案形成检查表226

附录2 利率表227

附录3 筋状截面的刚度和强度228

附录4 瓦楞状结构的刚度和强度230

附录5 按入力和拨出力的计算231

附录6 选择木材的线性规划法232

附录7 换算系数233

参考书目235