汽车优化设计理论与方法

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出版者:机械工业出版社
作者:张宝生
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2000-09-01
价格:16.00元
装帧:
isbn号码:9787111081449
丛书系列:
图书标签:
  • 汽车优化设计理论与方法
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  • 理论研究
  • 方法学
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  • 工业设计
  • 汽车技术
  • 工程优化
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具体描述

本书主要讲述优化设计理论基础及数学模型,单变量函数的优化方法,无约束条件下、有约束条件下多变量函数的寻优方法,模糊优化设计的基本原理,内燃机工作过程及结构参数的最优化,汽车传动系参数和主要总成结构的最优化。本书可作为高等工科院校汽车、拖拉机、特种车辆、内燃机、机械设计等专业高年级学生和研究生教材或教学参考书,亦可供从事有关设计与研究的工程技术人员参考。

《汽车优化设计理论与方法》是一本深入探讨汽车设计过程中如何实现性能、效率、经济性和美学等多方面最优化的专业著作。本书并非对现有汽车型号的评测,也不是介绍具体的汽车维修保养技巧,更不涉及汽车的驾驶体验或品牌故事。 本书的核心在于系统性地阐述支撑汽车优化设计的理论基础和实践方法。在理论层面,它会首先回顾汽车基本构成要素,如动力系统(发动机、变速器、传动系统)、底盘系统(悬架、转向、制动)、车身结构以及空气动力学等,并深入剖析这些系统各自的关键性能指标及其相互作用。例如,在动力系统部分,本书不会详细介绍某一品牌发动机的具体型号或技术参数,而是侧重于分析不同发动机工作原理(如内燃机、电动驱动、混合动力)对车辆整体性能和燃油经济性(或电能效率)的影响。它会探讨燃烧效率、功率输出特性、扭矩曲线等理论概念,以及如何通过调整这些参数来优化车辆的加速性、爬坡能力和燃油消耗。 在底盘系统方面,本书将聚焦于悬架系统的设计理论,如独立悬架与非独立悬架的区别,以及它们在提升乘坐舒适性、操控稳定性方面的原理。讨论会涉及弹簧刚度、阻尼系数、几何参数(如外倾角、前束角)等对车辆动态响应的影响,而不会具体分析某款车型的悬架调校风格。转向系统将从转向比、助力类型(如液压助力、电动助力)等角度进行理论阐述,分析其对驾驶员操控感受的影响。制动系统则会讲解制动力的分配、ABS(防抱死制动系统)、ESP(电子稳定程序)等辅助制动技术的理论基础,而非具体介绍某款车的制动器型号或制动距离测试结果。 车身结构部分,本书将重点阐述结构强度、刚度、碰撞安全性以及轻量化设计的重要性。会涉及材料力学、有限元分析(FEA)等工具在结构设计中的应用,以及不同结构形式(如承载式车身、非承载式车身)对车辆整体性能的影响。本书不会展示任何具体的车身造型设计图,也不会评论汽车的外观设计是否美观。 空气动力学作为汽车性能优化的关键因素,本书会深入探讨风阻系数、升力、下行力等概念,以及它们如何影响汽车的燃油经济性、高速稳定性和操控性。会介绍如何通过调整车身造型(如流线型设计、扰流板)、底盘空气动力学设计来优化空气动力学性能,但不会提供具体的车身外观设计实例。 在方法论层面,本书将系统介绍实现优化设计的各种量化工具和技术。这包括但不限于: 多目标优化算法: 汽车设计往往需要平衡多个冲突的目标(如性能与成本、燃油经济性与动力性)。本书会介绍诸如遗传算法、模拟退火、粒子群优化等先进的优化算法,以及如何在汽车设计中应用这些算法来寻找最优解。例如,如何利用这些算法迭代调整发动机参数和悬架参数,以达到既有良好的加速性能,又能尽可能降低油耗。 仿真分析技术: 详细讲解各种计算机辅助工程(CAE)软件在汽车设计中的应用,如有限元分析(FEA)用于结构强度和刚度分析,计算流体动力学(CFD)用于空气动力学分析,多体动力学(MBD)用于整车动力学性能仿真。本书会说明这些仿真工具的原理和应用场景,但不会提供任何具体的仿真模型文件或仿真结果截图。 实验验证方法: 介绍汽车设计过程中不可或缺的实验验证环节,包括风洞试验、路试、台架试验等。重点会放在这些实验如何反馈优化设计过程,以及如何根据实验数据来修正设计参数。 参数化设计和可配置设计: 探讨如何构建参数化的设计模型,使得在设计迭代过程中能够快速、高效地调整设计变量,从而加速优化过程。 本书的读者群体是汽车工程领域的专业人士、相关专业的学生以及对汽车设计有深入了解需求的爱好者。通过学习本书,读者将能够掌握一套科学、系统的汽车优化设计思维和方法,从而在实际工作中更有效地解决复杂的设计挑战,推动汽车技术的进步。本书提供的是一种思考框架和技术指导,而非现成的设计方案或产品介绍。

作者简介

目录信息

前言
第一章 概述
第二章 优化设计理论基础
第三章 优化设计的数学模型
第四章 单变量函数的优化方法
第五章 无约束条件下多变量函数的寻优方法
第六章 有约束条件下多变量函数的寻优方法
第七章 模糊优化设计的基本原理
第八章 内燃机工作过程及结构参数的最优化
第九章 汽车传动系参数和主要总成结构的最优化
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我是一名对汽车制造工艺和生产效率有着深入研究的行业人士,《汽车优化设计理论与方法》这本书,让我看到了设计与制造紧密结合的重要性。我非常关注书中关于精益生产和智能制造在汽车设计中的应用。一个优秀的设计,只有通过高效、精准的制造才能实现其价值。书中是否会详细介绍各种先进的制造技术,例如3D打印(增材制造)、机器人自动化焊接、激光切割以及精密注塑成型等,它们如何被应用于汽车零部件的生产,从而提高生产效率、降低制造成本并提升产品质量?我希望能够了解到,工程师们在设计阶段就如何考虑制造的可行性和经济性,实现设计与制造的无缝对接。此外,关于数字孪生(Digital Twin)技术在汽车设计和制造中的应用,也让我产生了极大的兴趣。通过创建物理实体的虚拟副本,并进行实时的数据同步和仿真分析,可以极大地优化设计过程,预测潜在问题,并提高生产线的效率和柔性。书中是否会提供一些关于数字孪生技术如何贯穿汽车产品全生命周期的案例分析?

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作为一名对汽车内饰设计情有独钟的读者,《汽车优化设计理论与方法》这本书,让我看到了汽车设计不仅仅是冰冷的机械结构,更是充满人性化考量的艺术。我非常关注书中关于人机工程学和用户体验设计的论述。一个优秀的汽车内饰,不仅要有美观的外形,更要提供舒适、便捷、安全的驾乘环境。书中是否会详细介绍驾驶舱的布局设计,例如仪表盘、中控台、座椅以及储物空间的优化,如何才能最大程度地提升驾驶员的操作便利性和乘坐人员的舒适性?我希望了解,工程师们是如何通过人体测量学数据,来确定各种按钮、开关、显示屏的最佳位置和尺寸,以及如何通过人体工程学原理,来设计座椅的支撑性、包裹性以及调节范围,以适应不同体型的用户。此外,关于车内噪音控制和振动抑制(NVH)的设计,也让我产生了浓厚的兴趣。平稳宁静的驾乘环境,是提升用户体验的重要因素。书中能否提供一些关于如何通过优化车身结构、选用隔音材料、设计密封件以及优化发动机和排气系统的设计,来降低车内噪音和振动的具体方法?

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我是一名热爱汽车文化和历史的爱好者,《汽车优化设计理论与方法》这本书,虽然侧重理论和方法,但我相信其中蕴含的智慧,同样能够帮助我理解汽车工业的发展脉络。我非常期待书中能够渗透一些关于设计美学和情感化设计的理念。一辆成功的汽车,不仅是技术的结晶,更是能够触动人心的艺术品。书中是否会探讨不同时代、不同品牌汽车的设计风格演变,以及设计师们如何通过线条、比例、材质和色彩的运用,来营造出独特的品牌形象和情感共鸣?我希望能够了解到,除了追求功能性和性能,设计师们还如何将艺术家的灵感融入到汽车设计中,创造出具有辨识度和吸引力的产品。此外,关于汽车设计中的用户故事和体验叙事,也让我产生了浓厚的兴趣。一辆车,不仅仅是一个交通工具,更是承载着人们梦想、旅程和回忆的空间。书中能否提供一些案例,说明设计师们是如何通过深入理解用户需求和情感,来创造出能够引发共鸣和情感连接的设计?

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我是一名刚入行不久的汽车工程师,在工作中常常遇到一些关于设计优化的问题,而《汽车优化设计理论与方法》这本书简直就是我职业生涯中的一盏指路明灯。我非常关注书中关于发动机和动力总成优化的部分。随着环保法规的日益严格和消费者对动力性能要求的不断提高,发动机技术的革新显得尤为重要。书中是否会深入探讨不同类型的发动机,例如内燃机、混合动力系统以及纯电动驱动系统,它们的结构原理、工作特性以及各自的优化方向?我非常希望能够看到关于如何通过改进燃烧效率、优化配气机构、减小摩擦损耗来提升燃油经济性和动力输出的详细分析。特别是对于增压技术、直喷技术以及可变气门正时/升程技术,书中能否提供一些深入的原理讲解和实际应用案例?此外,关于变速器的优化,我也是非常感兴趣的。无论是传统的自动变速器、双离合变速器,还是CVT无级变速器,它们的设计目标都是为了让动力传输更加平顺、高效。书中会不会介绍不同变速器类型的优缺点,以及如何通过优化传动比、液力变矩器设计、换挡逻辑等来提升换挡速度、降低油耗并增强驾驶体验?我期待能从中学习到更多关于动力总成集成化和智能化设计的理念。

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我是一名对汽车智能化和网联化趋势特别关注的科技爱好者,《汽车优化设计理论与方法》这本书,让我看到了未来汽车设计的更多可能性。我非常期待书中能够深入探讨汽车电子电气架构(EEA)的设计与优化。随着汽车功能的日益丰富,传统的EEA已经难以满足需求,新的分布式、域控制器以及以太网等先进架构的出现,正深刻地改变着汽车的设计理念。书中是否会介绍不同EEA的演变过程,以及它们在功能集成、数据传输效率、系统冗余和安全性方面所带来的优势?我希望能够了解到,工程师们是如何在保证系统稳定性和可靠性的前提下,实现软件定义汽车(SDV)的,以及如何通过OTA(Over-The-Air)更新,持续地为用户提供新的功能和体验。此外,关于车载信息娱乐系统(IVI)的设计与优化,也让我充满好奇。一个流畅、直观、功能强大的IVI系统,能够极大地提升驾乘的乐趣和便捷性。书中是否会介绍IVI系统的硬件配置、软件平台选择、人机交互界面设计以及与外部设备的互联互通,例如智能手机的集成、语音助手的功能以及车辆状态的远程监控等?

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我是一名热爱环保和可持续发展的普通读者,《汽车优化设计理论与方法》这本书,让我看到了汽车工业在绿色设计方面的努力和未来方向。我非常关注书中关于新能源汽车的设计与优化。随着全球对气候变化问题的日益重视,新能源汽车的普及已是大势所趋。书中是否会详细介绍纯电动汽车(BEV)和插电式混合动力汽车(PHEV)的动力电池系统设计,包括电池的能量密度、功率密度、热管理技术以及安全设计?我希望能够了解到,工程师们是如何在保证续航里程、充电速度和使用寿命的同时,优化电池的成本和安全性。此外,关于燃料电池汽车(FCEV)的设计理念和技术挑战,书中是否会有相应的介绍?我非常想知道,氢能源在汽车领域的应用前景,以及燃料电池系统的关键技术和发展趋势。而且,书中关于车辆的生命周期评估(LCA)和可回收性设计,也让我产生了浓厚的兴趣。如何从材料的选择、生产制造到报废回收,最大程度地减少汽车对环境的影响,是未来汽车设计的重要课题。

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作为一名对汽车安全领域有着浓厚兴趣的普通消费者,我在翻阅《汽车优化设计理论与方法》时,对其中关于碰撞安全性能的部分给予了极大的关注。一款汽车的安全性,直接关系到每一个乘员的生命安全,因此,我非常希望书中能够深入剖析汽车在碰撞发生时的能量吸收和分配机制。例如,书中是否会详细介绍车身结构在不同类型碰撞(如正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞)下的溃缩吸能区设计原理?我希望了解,工程师们是如何通过精确计算和计算机模拟,来设计车身的变形路径,从而最大程度地吸收和分散碰撞能量,保护乘客舱的完整性。此外,关于安全气囊、安全带预紧器、吸能转向柱等被动安全配置的集成和优化,书中能否提供一些原理性的介绍和设计考量?我非常想知道,这些安全装置是如何协同工作,在碰撞发生时为乘员提供最有效的保护。而且,对于主动安全技术,比如电子稳定控制系统(ESC)、防抱死制动系统(ABS)以及碰撞预警系统,书中是否会有相应的论述,讲解它们如何通过传感器和控制算法,在车辆失控或发生碰撞前进行干预,从而降低事故发生的概率?

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我是一位对汽车结构力学颇感兴趣的普通读者,这次偶然翻阅了《汽车优化设计理论与方法》,它简直是一本让我爱不释手的宝典。我尤其被书中关于材料选择和轻量化技术的论述深深吸引。在当今汽车工业日益追求节能减排的背景下,减轻车身重量无疑是提升燃油效率和操控性能的关键。书中是否会详细介绍各种高性能材料,比如铝合金、碳纤维复合材料、高强度钢等,它们的力学性能、成本效益以及在不同车身部件上的应用优势?我非常想了解,工程师们是如何在保证结构强度的前提下,最大限度地实现车身轻量化的。例如,书中会不会提供一些具体的案例,展示如何通过优化车身框架结构、采用一体式压铸技术,或者利用先进的焊接和粘接工艺,来减少不必要的重量,同时又不牺牲安全性?此外,关于结构刚性和模态分析的内容,也让我眼前一亮。车辆的结构刚性直接影响到操控的精准性和乘坐的舒适性,而模态分析则有助于理解车辆在不同频率下的振动特性,从而避免共振引发的噪音和不适。我希望书中能提供一些关于如何通过计算机辅助工程(CAE)软件进行结构优化和模态分析的入门级介绍,以及如何根据分析结果来改进设计。

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这本书的封面设计就足够吸引我了,简洁而又不失专业感,那辆跃然纸上的汽车线条流畅,仿佛在诉说着速度与激情。我一直对汽车工业充满好奇,尤其是在科技飞速发展的今天,一款优秀的汽车背后蕴含着多少智慧和心血?我期待这本书能揭开这层神秘的面纱,让我一窥汽车设计领域的奥秘。作为一名对汽车性能有着执着追求的爱好者,我尤其关心书中是否会深入探讨空气动力学在降低风阻、提升燃油经济性以及增加高速稳定性方面的具体应用。例如,书中能否阐述如何通过优化车身造型、翼片设计以及扰流板的布置,来达到最佳的气动效果?我非常想知道,在不同速度区间,车身各个部分的压力分布是如何变化的,以及设计师是如何利用这些数据来精细调校的。此外,关于主动空气动力学系统,例如可变翼片或者空气悬挂,这本书会有怎样的介绍?我希望它能不仅仅是概念的罗列,更能提供一些实际的工程案例分析,让我看到理论如何转化为实际的生产力。而且,车辆的减震系统设计也是我非常感兴趣的一个方面。如何平衡舒适性和操控性,这其中的学问可大了。书中会不会详细讲解不同的悬挂类型,比如麦弗逊、双叉臂、多连杆等,它们的结构特点、优缺点以及各自最适合的应用场景?我非常期待能看到关于弹簧、减震器、稳定杆等关键部件的参数选择和调校方法,以及如何通过这些组件的协同工作,来应对不同路况的挑战,为驾驶者提供平稳而富有支撑的驾驶体验。

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我是一名热爱赛车运动的忠实粉丝,而《汽车优化设计理论与方法》这本书,则满足了我对赛车背后设计原理的好奇心。我尤其看重书中关于底盘调校和悬挂系统优化的内容。在赛车领域,优秀的底盘和悬挂系统是决定赛车操控极限和圈速的关键。书中是否会深入探讨赛车悬挂系统的设计理念,例如如何通过调整悬挂几何参数、减震器阻尼、弹簧刚度以及防倾杆硬度,来获得最佳的轮胎抓地力、操控响应和车身姿态控制?我非常期待能够看到一些关于赛车空气动力学套件(如前唇、尾翼、扩散器)的设计原理,以及它们如何与底盘系统协同工作,来提升赛车的下压力和稳定性,尤其是在高速弯道中的表现。此外,关于制动系统的优化,我也充满了疑问。赛车需要极强的制动能力,能够在极短的距离内将速度降至最低。书中是否会介绍高性能制动系统,例如陶瓷刹车盘、多活塞卡钳以及刹车冷却系统的设计与选择,以及如何根据赛道的特点和车辆的重量来优化制动力的分配?我希望这本书能够为我揭示赛车工程师们在这些方面所付出的心血和智慧。

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