轻量化手册2：轻量化材料和属性 [Handbuch Leichtbau] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 弗兰克·亨宁（Frank Henning），[德] 埃尔韦拉·穆勒（Elvira Moeller） 编，北京永利信息技术有限公司 译

图书标签:

• 轻量化设计
• 轻量化材料
• 复合材料
• 铝合金
• 镁合金
• 工程塑料
• 结构优化
• 材料属性
• 汽车轻量化
• 航空轻量化

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787568200141

版次：1

商品编码：11673162

包装：平装

外文名称：Handbuch Leichtbau

开本：16开

出版时间：2015-03-01

用纸：胶版纸

页数：259

字数：352000

正文语种：中文

内容简介

　　《轻量化手册2：轻量化材料和属性》分为9章，介绍了轻量化材料的选择，如钢、铝材、镁材、钛材、塑料、纤维增强塑料、工业陶瓷、混合复合材料等。《轻量化手册2：轻量化材料和属性》语言流畅，层次分明，既有概念解释，又有理论阐述，还有工程实例介绍，有一定的理论深度和专业前沿指导意义。

内页插图

目录

1 轻量化材料的选择
1.1 材料及其特性
1.2 材料选择的一般问题
1.2.1 信息来源
1.2.2 材料特性的描述和对比
1.2.3 产品形成过程中的材料选择
1.3 选择策略
1.3.1 要求特性和材料评估
1.3.2 用于材料评估的材料指数
1.4 通过材料指数进行材料选择
1.4.1 轻量化结构相关的材料指数
1.4.2 材料选择图表
1.5 多重边界条件和相互竞争的目标
1.5.1 多重边界条件
1.5.2 相互竞争的目标
1.6 部件形状的影响
1.6.1 基本问题
1.6.2 形状和效率
1.6.3 形状因数
1.6.4 选择材料时形状因数的作用
1.7 结构空间产生的限制
1.7.1 基本问题
1.7.2 有限结构空间下的选择策略
1.7.3 其他部件和荷载条件
1.8 总结
1.9 附加条件

2 钢材
2.1 钢是多用途材料
2.2 高强度扁钢制品
2.2.1 极薄钢材（<0.5mm）
2.2.2 薄钢板（0.5～3mm）
2.2.3 较厚钢板用钢
2.2.4 冲压模具刚
2.3 锻件用钢
2.4 高强度钢丝用钢
2.5 高强度钢
2.5.1 超高强度调质钢
2.5.2 超高强速马氏体时效刚
2.6 钢的回收特性
2.7 附加信息

3 铝材
3.1 作为纯物质的铝
3.2 铝合金
3.2.1 分类和专有名词汇总
3.2.2 用于结构部件的可锻合金
3.2.3 用于结构部件的锻造合金
3.3 铝材的处理和加工
3.3.1 成型铸造——成型
3.3.2 锻造铝合金材质的半成品——成型
3.3.3 对铝制半成品的加工
3.3.4 铝合金的分离
3.3.5 表面处理
3.3.6 连接
3.3.7 维修可能性
3.4 结构设计方面
3.4.1 减重原则
3.4.2 弹性材料特性和轻量化程度
3.4.3 冲击负荷下的特性
3.4.4 抗疲劳强度原则
3.5 回收利用
3.6 铝材的应用
3.7 总结
3.8 附加信息

4 镁材
4.1 纯金属镁
4.2 镁合金
4.2.1 镁合金的分类和术语表
4.2.2 合金元素的影响
……
5 钛材
6 塑料
7 纤维增强塑料
8 工业陶瓷
9 混合复合材料

前言/序言

《轻量化手册2：轻量化材料与性能》 概述 《轻量化手册2：轻量化材料与性能》并非一本独立的、关于轻量化材料及其属性的详尽指南。本书的真正价值在于，它为那些正在深入研究轻量化设计和应用领域的专业人士提供了一个至关重要的视角，即理解现有轻量化材料的性能特点、应用局限以及其在不断发展的技术环境中的潜能。本书并非凭空臆造一套关于新材料的分类或列举，而是聚焦于如何评估、选择和优化现有材料以实现更佳的轻量化目标。 核心内容与侧重点 本书的核心在于“理解”而非“罗列”。它旨在帮助读者建立一套科学的认知框架，以便在面对各种轻量化材料时，能够做出明智的决策。具体而言，本书将围绕以下几个关键方面展开： 性能评估的基石： 本书不会直接给出“某种材料有多轻”的数值，而是深入探讨何为“轻量化性能”。这包括但不限于： 比强度与比刚度： 深入解析为何这两个参数在轻量化设计中至关重要，以及如何通过对材料微观结构的理解来预测和提升这些宏观性能。本书会剖析不同材料体系（如金属合金、聚合物复合材料、陶瓷等）在这些关键指标上的典型表现，并说明影响这些性能的内在因素。 能量吸收能力： 在碰撞安全、减震降噪等领域，材料的能量吸收性能是衡量其轻量化综合效益的关键。本书将探讨不同材料在冲击载荷下的变形机制和失效模式，以及如何通过材料设计来优化能量吸收效率，从而在减轻重量的同时提升安全性。 疲劳寿命与耐久性： 轻量化设计往往伴随着结构强度的优化和材料用量的减少。因此，材料的长期服役性能，特别是其在循环载荷下的抗疲劳能力和在各种环境下的耐久性，是决定轻量化方案可行性的重要因素。本书将阐述影响材料疲劳行为的因素，以及如何通过材料选择和工艺控制来提高其耐久性。 热学与电学性能的权衡： 许多应用场景对材料的轻量化要求并非孤立存在，热管理（如散热、隔热）和电学特性（如导电性、绝缘性）往往也需要与轻量化协同考虑。本书将探讨如何在追求轻量的同时，平衡这些其他关键性能需求，并提供不同材料在这方面的典型性能区间分析。 材料选择的决策矩阵： 面对琳琅满目的轻量化材料，本书将引导读者构建一个系统性的选择框架。 应用场景分析： 强调不同行业（如航空航天、汽车、轨道交通、体育用品等）对轻量化材料的独特需求，包括工作环境、载荷类型、成本效益、环保要求等。本书将通过案例分析，说明不同场景下材料选择的侧重点差异。 性能数据解读： 教授读者如何准确解读材料的性能数据表，理解数据的来源、测试方法及其局限性。本书会强调，没有绝对“最优”的材料，只有“最适合”特定应用的材料。 成本与可制造性评估： 轻量化材料的性能固然重要，但成本、大规模生产的可行性以及加工工艺的复杂性同样是决定项目成败的关键。本书将探讨如何将这些实际因素纳入材料选择的考量之中。 挑战与前沿探索（非详尽介绍）： 本书不会提供具体的实验方法或最新的研究成果列表，但会点明当前轻量化材料领域面临的挑战，以及未来可能的发展方向。 现有材料的性能边界： 探讨某些通用轻量化材料在极端工况下的性能瓶颈，以及科研人员正在尝试突破这些瓶颈的策略。 跨学科的整合： 强调轻量化设计并非仅仅是材料科学的范畴，它需要与结构设计、制造工艺、仿真分析以及力学理论等多个学科领域深度融合。 本书的独特价值 《轻量化手册2：轻量化材料与性能》不是一本“从零开始”的材料百科全书。相反，它是一本“精炼”的指导读物，旨在帮助读者： 避免浅尝辄止： 帮助读者理解轻量化材料性能的深层含义，而不仅仅是停留在表面的参数比较。 提升决策能力： 赋予读者分析和判断材料适用性的科学方法，从而做出更精准、更经济的设计选择。 面向未来： 启发读者认识到轻量化技术发展的持续性和复杂性，鼓励他们保持对新知识的学习和探索。 本书的目标读者是那些在工程设计、材料研发、产品开发等领域工作的专业人士，他们希望在现有知识体系的基础上，进一步深化对轻量化材料性能的理解，并将其有效地应用于实际工作中。本书将帮助您提炼关键信息，聚焦核心问题，从而在复杂的轻量化材料世界中，找到最适合您的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在航空航天领域工作的工程师，我深知轻量化对于提升飞行器性能的决定性意义。每一次减重，都意味着更远的航程、更高的载荷能力，以及更低的燃油消耗。因此，《轻量化手册2：轻量化材料和属性》这本书对我来说，简直是如获至宝。我一直关注着材料科学的最新进展，特别是那些能够颠覆传统制造方式的新型材料。这本书的书名直接吸引了我，因为它精准地指向了我工作中最迫切需要解决的问题。我迫不及待地想要了解书中对于各种高性能轻量化材料的深入分析，比如那些在极端环境下依然能够保持优异性能的特种合金，以及那些在重量和强度之间达到完美平衡的先进复合材料。更重要的是，我希望能够从中学习到如何将这些材料的理论属性转化为实际的应用解决方案。这包括对材料加工工艺的理解，以及如何通过结构设计来最大化材料的轻量化优势。在航空航天领域，材料的选择和应用直接关系到飞机的安全性、经济性和环保性。一本能够提供如此全面和深入的指导的书籍，无疑能够帮助我更好地应对行业挑战，推动技术创新，为开发更先进、更高效的飞行器贡献力量。这本书的出现，让我对未来的轻量化技术发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料科学和工程应用非常感兴趣，尤其是在需要创新和效率的领域。当我在书店偶然翻阅到《轻量化手册2：轻量化材料和属性》这本书时，我的好奇心就被瞬间点燃了。书名本身就非常具有吸引力，它直接点明了主题——轻量化，以及其核心——材料和属性。这不仅仅是一个简单的技术手册，更像是一扇通往现代工程前沿的大门。我尤其欣赏的是，它并没有仅仅停留在理论层面，而是深入探讨了不同材料的实际应用潜力，以及它们在不同工业领域中如何发挥至关重要的作用。在当今社会，无论是航空航天、汽车制造，还是风力发电等领域，对轻量化的追求从未停止。这种追求不仅仅是为了减轻重量，更是为了提高效率、降低能耗、减少排放，最终实现可持续发展的目标。因此，一本专注于轻量化材料和其属性的书籍，其重要性不言而喻。我期待在这本书中能够找到关于各种新型轻量化材料的详细介绍，比如碳纤维复合材料、铝合金、镁合金以及各种先进的聚合物等，并深入了解它们的力学性能、热学性能、化学稳定性以及成本效益。同时，我也希望能够学习到如何根据具体的应用场景，选择最合适的轻量化材料，并对其进行优化设计。这本书无疑为我提供了一个深入学习和探索轻量化材料世界的绝佳机会。

评分☆☆☆☆☆

我一直对体育器材的创新发展保持着高度的关注，尤其是那些能够帮助运动员提升表现、降低受伤风险的先进技术和材料。轻量化是高性能体育器材设计的核心要素之一，无论是跑鞋、自行车、网球拍，还是滑雪板，都力求在保证强度的同时，最大程度地减轻重量。《轻量化手册2：轻量化材料和属性》这本书的出现，对我来说，就像是为我揭示了一个隐藏在运动装备背后的秘密宝库。书名非常清晰地表明了其内容重心——轻量化材料及其关键属性。我非常希望书中能够深入介绍在运动器材领域广泛应用的各种轻量化材料，比如高强度碳纤维、特种铝合金、先进的泡沫材料以及高性能的聚合物。我希望能够了解这些材料的力学性能，如弹性、抗冲击性、减震性，以及它们如何影响运动器材的性能表现。同时，我也对书中关于如何将这些材料的特性转化为实际的运动器材设计，并提升运动员的比赛优势的讨论非常感兴趣。这本书无疑为我提供了更加深入地理解运动器材设计原理和技术趋势的机会，也让我对未来运动装备的创新充满了更深的探索欲。

评分☆☆☆☆☆

作为一名机械工程专业的学生，我对材料力学和结构设计有着浓厚的兴趣，尤其关注那些能够带来效率提升和性能突破的工程技术。《轻量化手册2：轻量化材料和属性》这本书，对我来说，是一本能够拓宽我视野、深化我理解的绝佳读物。书名直接点明了其核心价值，即探索轻量化材料的奥秘及其关键属性。我非常期待书中能够详细介绍各种先进的轻量化材料，比如航空级别的铝合金、镁合金、钛合金，以及各种高性能的碳纤维和玻璃纤维复合材料。我希望能够深入了解这些材料的杨氏模量、泊松比、剪切模量、屈服强度、断裂韧性等关键力学参数，以及它们在不同温度和载荷条件下的表现。更重要的是，我希望书中能够阐述如何将这些材料的属性与结构设计相结合，以实现最优的轻量化效果，例如通过拓扑优化、仿生设计等手段。这本书不仅为我提供了扎实的理论基础，更启发了我将理论知识应用于实际工程问题的思考方式，为我未来的学习和职业发展奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我对可持续发展和环境保护有着深切的关注，并一直在寻找能够为实现绿色经济做出贡献的创新技术。能源效率的提升是实现可持续发展目标的关键之一，而轻量化技术在交通运输、工业制造等多个领域都扮演着至关重要的角色。《轻量化手册2：轻量化材料和属性》这本书，对我来说，就像是一扇通往环保技术前沿的窗户。书名直接点明了其核心价值——如何利用轻量化材料及其优越属性来减少资源消耗和环境污染。我非常期待书中能够详细介绍那些在减少能源消耗方面具有显著贡献的轻量化材料，比如在汽车和飞机制造中使用的先进复合材料和轻合金。我希望能够了解这些材料如何通过减轻重量来降低燃料消耗，从而减少温室气体排放。此外，我也对书中关于材料的循环利用、生产过程中的能耗以及对环境影响的讨论非常感兴趣。这本书不仅仅关注技术本身，更将技术与环保理念相结合，为我提供了关于如何通过材料科学来推动可持续发展的深刻见解，让我对未来的绿色技术发展充满期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对绿色能源技术充满热情的学生，我一直关注着如何通过技术创新来降低能源消耗和环境污染。风力发电作为一种重要的可再生能源，其发展离不开材料技术的进步。尤其是在风力涡轮机叶片的制造方面，轻量化是提高发电效率和降低成本的关键。因此，当我看到《轻量化手册2：轻量化材料和属性》这本书时，我的眼前一亮。这本书的书名直接点明了其核心价值——轻量化材料及其属性。我迫切地希望能够在这本书中找到关于风力涡轮机叶片所使用的先进复合材料的深入介绍，比如碳纤维增强聚合物（CFRP）和玻璃纤维增强聚合物（GFRP）。我希望了解这些材料的力学性能，例如它们的强度、刚度、韧性以及疲劳寿命，以及它们在不同环境条件下的表现。此外，我也对书中关于如何优化材料选择和结构设计以实现最大化轻量化效益的讨论非常感兴趣。通过学习这本书，我相信我能够更深入地理解轻量化材料在风力发电领域的应用潜力，并为未来的绿色能源技术发展贡献我的力量。这本书无疑为我打开了一个认识新材料、探索新技术的大门。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对3D打印和增材制造领域充满好奇的研究者，我一直关注着如何利用新兴材料来拓展3D打印的应用范围和性能。《轻量化手册2：轻量化材料和属性》这本书，对我而言，无疑是一份宝贵的参考资料，它将为我深入理解3D打印在轻量化结构制造中的潜力提供重要的指导。书名非常精准地指出了其核心内容——轻量化材料及其关键属性，这正是我在3D打印领域最为关注的方面之一。我非常期待书中能够详细介绍那些适用于3D打印的轻量化材料，比如各种高性能的聚合物、金属粉末以及陶瓷材料。我希望能够了解这些材料在3D打印过程中的行为特性，如流动性、烧结性、粘附性以及打印后的力学性能。更重要的是，我希望书中能够探讨如何通过材料的设计和优化，结合3D打印的独特制造工艺，来制造出具有复杂几何形状和优异轻量化性能的零部件。这本书为我提供了探索3D打印在轻量化结构制造领域无限可能性的绝佳机会，也为我未来的研究方向提供了重要的启示。

评分☆☆☆☆☆

我对汽车工业的未来发展趋势有着浓厚的兴趣，其中，轻量化无疑是当下以及未来一段时间内的核心议题之一。随着全球对环保和燃油经济性的要求日益提高，汽车制造商正在以前所未有的力度推动车辆的轻量化进程。在这种背景下，《轻量化手册2：轻量化材料和属性》这本书的出现，仿佛是一缕及时雨，为我解开了诸多困惑。书名非常直观地揭示了其核心内容，专注于轻量化材料及其关键属性的探讨，这正是我一直以来想要深入了解的领域。我非常好奇书中对于各种新兴轻量化材料的详细介绍，例如，对于汽车车身和底盘而言，哪些新型铝合金、镁合金以及碳纤维复合材料能够提供更好的强度重量比？它们在生产制造过程中又会面临哪些挑战？此外，我也期望书中能详细阐述这些材料的各项物理和化学属性，比如弹性模量、屈服强度、抗疲劳性、耐腐蚀性以及吸能特性等等。了解这些属性，将有助于我更深刻地理解材料的性能边界，并为未来的汽车设计提供坚实的技术支撑。这本书不仅仅是一本技术资料，更像是一份关于未来汽车工业发展方向的深刻洞察，让我对如何通过材料创新来塑造更轻、更强、更环保的汽车充满信心。

评分☆☆☆☆☆

我一直对建筑工程领域的新技术和新材料抱有浓厚的兴趣，尤其是那些能够提升建筑性能、降低能耗并符合可持续发展理念的创新。近些年来，轻量化材料在建筑结构中的应用越来越受到重视，它们不仅可以减轻建筑物的自重，延长结构寿命，还能在抗震性能和节能减排方面带来显著的优势。《轻量化手册2：轻量化材料和属性》这本书的出现，恰好满足了我对这一领域深入探究的渴望。书名直接而精准地概括了其核心内容——轻量化材料及其关键属性。我非常期待书中能够详细介绍各种新型轻量化建筑材料，比如高性能混凝土、新型钢材、铝合金以及各种先进的复合材料。我希望能够深入了解这些材料的力学性能、耐久性、防火性能以及保温隔热性能。同时，我也希望书中能够探讨这些材料在实际工程中的应用案例，以及它们如何通过结构设计和施工技术来实现轻量化的优势。这不仅仅是一本关于材料的书，更是一份关于未来绿色、高效、可持续建筑发展的宝贵指南，为我提供了广阔的学习和思考空间。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对工业设计充满热情的设计师，我始终在寻找能够突破传统限制、实现产品创新和性能提升的材料。轻量化是现代工业设计中一个至关重要的考量因素，它不仅关系到产品的外观、功能，更直接影响到用户体验、生产成本和环境影响。《轻量化手册2：轻量化材料和属性》这本书，对我而言，无疑是一本宝贵的参考资料。它的书名非常直观地指出了其核心价值：如何利用轻量化材料及其独特的属性来创造更优秀的产品。我非常期待书中能够对各种新兴的轻量化材料进行详细的剖析，例如，在消费电子产品中，哪些新型塑料、镁合金或碳纤维复合材料可以用于制造更轻薄、更坚固的设备？在交通工具的设计中，如何利用这些材料来提升燃油效率或续航里程？更重要的是，我希望书中能提供关于材料性能与设计之间的关联性分析，以及如何根据不同的设计需求来选择最合适的材料，并对其进行优化处理。这本书不仅为我提供了技术上的支持，更启发了我从材料的角度出发，思考设计的无限可能，让我对未来创新设计充满了新的灵感和方向。

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书内容不错，质量不错，好评

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轻量化材料目前还是比较热门话题，学一下，应该有用

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不错不错，有参考价值啦。

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学习充电用~~~~~

评分☆☆☆☆☆

非常好的入门书籍，买来大家一起学习

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专业书，抢在搞活动时买的&hellip;

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