轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价 [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
• 产品开发
• 生命周期评价
• 工程设计
• 汽车工程
• 航空航天
• 材料科学
• 可持续发展
• Handbuch Leichtbau

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564092375

版次：1

商品编码：11673171

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：170

字数：220000

正文语种：中文

内容简介

　　《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》包含两个部分。第一部分介绍了集成产品形成模型和相关的生命周期解决方案，从而描述了产品形成过程及其支持的方法。这些流程的特点是具有面向目标系统的结构，且标准化的基本活动都有单个并行的和顺序的结构化序列。在此要感谢阿尔伯特·阿尔伯斯(Albert Albers)教授，其为本部分付出了很多努力，本部分由他和他的同事们合作完成。第二个部分介绍了对于轻量化来说极为重要的生命周期评估和所使用的方法。所谓的生命周期分析包括在产品生命周期内沿价值链对轻量化系统的整体考虑以及评估，因此也得出了技术、生态、经济和社会方面的有意义的结论。

内页插图

目录

第I部分轻量化部件和系统的产品形成过程
1 产品形成过程
1.1 基础
1.1.1 产品形成过程的建模
1.1.2 系统技术基础
1.1.3 广为人知的过程模型
1.1.4 传统过程模型的局限性
1.1.5 产品形成过程的新模型——控制与开发人员支持
1.1.5.1 控制是重点
1.1.5.2 开发人员的支持
1.2 集成产品形成模型（iPeM）
1.2.1 产品形成的假设
1.2.2 集成产品形成模型的定义和元素
1.2.2.1 活动矩阵
1.2.2.2 产品形成活动
1.2.2.3 问题解决过程“SPALTEN”
1.2.2.4 由目标系统、对象系统和处理系统构成的三重系统
1.2.2.5 资源
1.2.2.6 阶段模型
1.2.2.7 产品形成过程中的经验和知识
1.2.3 模型层面
1.3 应用集成产品形成模型开发的碳纤维增强塑料轮辋
1.4 总结
1.5 附加信息
2 轻量化技术管理
2.1 轻量化范围内技术管理的范嗣
2.1.1 战略性技术管理的基础
2.1.2 创新的激励因素
2.1.3 技术顺应——产品开发的机会
2.2 发现技术潜力时的方法论支持
2.2.1 发现轻量化的潜力
2.2.2 不同市场替代性技术的评估
2.3 技术战略的建立和协调
2.4 结论
2.5 附加信息
3 轻量化策略与结构类型
3.1 引言
3.2 对轻量化结构的要求
3.3 轻量化策略
3.3.1 条件轻量化
3.3.2 方案轻量化
3.3.3 材料轻量化
3.3.4 形状轻量化
3.3.5 制造轻量化
3.3.6 轻量化与成本
3.4 结构类型
3.4.1 分体结构
3.4.2 整体结构
3.4.3 模块化结构
3.4.4 复合结构
3.4.4.1 混合结构
3.4.4.2 多材料设计
3.5 结论
3.6 附加信息
4 虚拟产品开发
4.1 计算机辅助设计
4.2 计算机辅助开发
4.2.1 采用有限元法（FEM）进行产品模拟
4.2.2 有限元法发展的简要回顾
4.2.3 有限元法的应用领域
4.2.4 有限元程序
4.2.5 有限元法分析流程
4.2.6 计算程序和有限元方面的文献
4.3 结构优化
4.3.1 拓扑优化
4.3.1.1 自行车制动助力器的拓扑优化
4.3.1.2 星形轮辋的拓扑优化
4.3.2.形状优化
……
第II部分 生命周期评估

前言/序言

《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》 作者： [作者姓名] 出版日期： [出版日期] 内容概述： 本书是《轻量化手册》系列的首卷，聚焦于轻量化产品从概念构思到最终报废的完整生命周期，深入剖析了轻量化产品开发的各个关键阶段与核心技术。本书旨在为工程师、设计师、产品经理以及相关领域的科研人员提供一套系统性的理论框架和实践指南，助力其在日新月异的市场竞争中，打造更具成本效益、更可持续发展的轻量化产品。 本书特色与主要内容： 第一部分：轻量化产品开发概述与战略 轻量化的定义、驱动因素与重要性： 本章将从宏观角度出发，系统阐述轻量化的概念，探讨其在当前能源危机、环境保护以及消费者需求升级背景下的核心驱动力。深入分析轻量化对于提升产品性能、降低制造成本、减少运输能耗以及实现可持续发展目标的关键作用。 轻量化产品开发的基本流程： 详细介绍一个完整的轻量化产品开发流程，从市场调研、概念设计、详细设计、材料选择、工艺规划、原型制造、性能测试到最终量产。清晰勾勒出各个环节之间的衔接与互动，强调在整个流程中贯穿轻量化思维的重要性。 轻量化开发中的战略决策： 探讨在产品开发早期进行战略性轻量化决策的必要性。分析如何将轻量化目标与企业整体发展战略、市场定位以及成本控制相结合，确立可行的轻量化路线图。 第二部分：轻量化产品开发过程详解 概念设计阶段的轻量化考量： 阐述如何在产品概念形成阶段就融入轻量化设计理念。介绍用于概念评估的初步轻量化分析方法，以及如何通过对产品功能、结构形式和材料体系的初步构思，实现从源头上的轻量化。 详细设计阶段的结构优化与轻量化技术： 拓扑优化与仿生设计： 深入讲解拓扑优化技术如何根据载荷和边界条件，自动生成最适合材料分布的轻质高强结构。介绍仿生设计原理，以及如何借鉴自然界生物的结构智慧，实现高效的轻量化。 有限元分析（FEA）与轻量化应用： 详细阐述FEA在轻量化设计中的核心作用，包括应力分析、变形分析、模态分析等，以及如何通过FEA指导结构减重和性能提升。 先进成形技术与减重： 介绍如增材制造（3D打印）、激光焊接、旋压成形、冲压成形等先进制造工艺如何支持复杂轻质结构的实现，并对现有设计进行减重改造。 分层设计与一体化设计： 探讨如何通过分层设计和一体化设计，减少零部件数量，降低连接件的重量，从而实现整体轻量化。 材料选择与轻量化： 高性能轻质材料介绍： 系统介绍各类高性能轻质材料，包括但不限于铝合金、镁合金、钛合金、碳纤维增强聚合物（CFRP）、玻璃纤维增强聚合物（GFRP）等。分析其各自的力学性能、工艺特性、成本以及适用范围。 材料性能评估与选择原则： 提供一套科学的材料选择评估体系，考量强度、刚度、韧性、疲劳寿命、耐腐蚀性、加工性、成本以及环境影响等多种因素，以匹配具体产品的轻量化需求。 复合材料的轻量化潜力与挑战： 深入探讨复合材料在轻量化领域的独特优势，以及在设计、成型、连接和修复等方面面临的挑战与解决方案。 工艺规划与轻量化： 分析不同的制造工艺对最终产品轻量化程度的影响。探讨如何通过工艺优化，减少材料浪费，提高材料利用率，实现更精密的结构成型，从而达到轻量化的目的。 第三部分：轻量化产品生命周期评价（LCA） 生命周期评价（LCA）的基本原理与方法： 详细介绍LCA的定义、目标、原则以及评价步骤，包括目标与范围定义、清单分析、影响评估和结果解释。 轻量化产品LCA的关键考量： 探讨在LCA中如何特别关注轻量化产品在其整个生命周期中对环境的影响。重点分析材料生产、产品制造、运输、使用阶段（能源消耗）以及报废处理等各个环节的环境足迹。 LCA在轻量化决策中的应用： 分析LCA如何为轻量化产品的设计、材料选择和工艺规划提供科学依据。通过LCA结果，权衡不同轻量化方案的环境效益与潜在成本，实现真正的绿色轻量化。 案例研究： 通过具体的轻量化产品案例，展示LCA在指导实际开发过程中的应用，以及如何通过LCA优化提升产品的可持续性。 本书的价值与读者群体： 本书不仅为轻量化产品的开发者提供了深入的理论指导，也为相关决策者提供了重要的参考信息。通过对轻量化产品开发全过程的系统梳理和生命周期评价方法的详细阐述，本书将帮助读者： 深刻理解轻量化产品的开发逻辑与技术要点。 掌握多种结构优化与减重设计的方法。 能够科学地选择和应用各类轻质材料。 理解生命周期评价在实现可持续轻量化中的重要作用。 提升产品在市场上的竞争力，并符合日益严格的环保法规。 本书适合机械工程师、材料工程师、设计工程师、产品经理、研发人员、工艺工程师、可持续发展领域的专业人士，以及对轻量化技术和可持续产品开发感兴趣的在校学生和研究人员阅读。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在制造业一线工作的工程师，我深知材料的重量对产品整体性能的影响，也感受到了业界对轻量化技术日益增长的需求。《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》这个书名，恰好点出了我所关心和需要学习的关键内容。我特别期待书中对“轻量化产品开发过程”的详细讲解。我设想，作者会从实际工程应用的角度出发，深入剖析在不同行业（如汽车、航空、电子等）中，轻量化设计所面临的挑战以及相应的解决方案。我希望能学习到如何进行有效的材料选型，理解不同轻量化材料（如铝合金、镁合金、钛合金、碳纤维复合材料等）的特性、优势和局限性，以及如何根据具体应用场景进行最优选择。同时，我也非常期待书中关于结构优化的技术介绍，例如如何通过拓扑优化、仿生设计等方法，在保证强度的前提下，最大限度地减少材料用量，实现结构的轻量化。关于“生命周期评价”，我希望这本书能够提供一套系统而实用的方法论。我希望了解，如何准确地评估一个轻量化产品在从原材料生产、零部件制造、产品组装、使用过程、直至报废处理的整个生命周期中所产生的环境影响，包括能量消耗、温室气体排放、水资源消耗、废弃物产生等。更重要的是，我希望能够学习到如何利用生命周期评价的结果，来指导产品设计和工艺改进，从而实现真正意义上的绿色制造和可持续发展。

评分☆☆☆☆☆

我之前对轻量化技术的了解，更多停留在一些零散的新闻报道和科普文章层面，比如碳纤维在汽车和航空航天领域的应用，或者一些新型合金的开发。然而，我总觉得这些信息缺乏系统性和深度。《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》的出现，恰恰填补了我的这一知识空白。我尤其期待书中关于“产品开发过程”的详尽描述。我猜测，作者会从不同的行业背景出发，比如汽车、航空、电子产品等，来展示轻量化技术在不同场景下的具体应用和挑战。例如，在汽车领域，轻量化不仅仅是为了提升燃油经济性，更是为了提高操控性和安全性；在航空领域，每一克的减重都意味着巨大的成本节约和性能提升；而在消费电子产品中，轻量化则直接关系到用户的便携性和使用体验。我希望能看到书中对于不同轻量化策略的权衡和取舍进行深入的分析，比如材料成本、加工难度、结构强度、耐久性之间的关系。此外，关于“生命周期评价”的部分，我希望能够看到一些量化的指标和方法论。我希望了解，如何准确地计算一个轻量化产品在不同生命阶段的环境足迹，比如碳排放、水资源消耗、废弃物产生等。更重要的是，我希望这本书能够教会我如何利用生命周期评价的结果，来指导产品设计，从而优化材料选择、生产工艺，甚至回收利用方案，最终实现真正意义上的可持续轻量化。我期待这本书能够给我带来一种全新的视角，让我能够从更宏观、更长远的维度去思考产品开发。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的工程实践经验来看，在产品设计过程中，往往会遇到各种各样的矛盾和权衡。比如，追求极致的性能可能导致成本的飙升，而一味地追求低成本则可能牺牲产品的可靠性。轻量化，在我看来，就是一种试图在这些矛盾中寻找平衡的艺术。《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》的题目就直接点出了两个核心议题，这让我对此书充满了期待。我非常关注书中关于“产品开发过程”的论述。我希望它能提供一套清晰、可操作的设计流程，涵盖从需求分析、概念设计、详细设计、仿真验证到原型制造和量产的各个环节。我特别希望书中能够探讨一些先进的轻量化设计技术，例如，如何利用数值模拟和优化算法，在保证结构强度的前提下，最大程度地去除不必要的材料。同时，我也想了解不同轻量化材料的特性，比如金属合金、复合材料、高分子材料等，以及它们在不同应用场景下的优劣势。关于“生命周期评价”，我认为这是现代产品设计不可或缺的一部分。我希望书中能够详细介绍生命周期评价的理论基础、评价方法和关键指标，并结合轻量化产品的特点，探讨如何进行准确的评价。例如，某些轻量化材料虽然在性能上有所突破，但其生产过程可能消耗大量的能源或产生有害物质，这需要在整个生命周期中进行综合考量。我期待这本书能够提供实用的工具和方法，帮助我更科学、更系统地进行轻量化产品开发，并最终为社会的可持续发展做出贡献。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，那些能够巧妙地将先进科技与实际应用完美结合的设计，往往具有令人惊叹的魅力。轻量化，无疑是其中一个最显著的代表。《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》这个书名，让我看到了作者在这两个重要方向上所付出的努力和取得的成果。我特别期待书中关于“轻量化产品开发过程”的详细介绍。我猜想，作者会从产品的起源开始，细致地讲解如何通过创新的设计思维，结合先进的工程技术，将一个初步的想法转化为一个能够实际应用的轻量化产品。我希望能看到书中关于不同设计工具的应用，例如三维建模、有限元分析等，以及它们是如何帮助设计师在保证产品性能的同时，最大程度地实现减重。同时，我也对书中关于“生命周期评价”的部分充满了期待。我希望这本书能够清晰地阐述，如何从一个产品的整个生命周期来评估其对环境的影响，包括原材料的获取、制造过程中的能源消耗、产品的使用以及最终的废弃和回收。我希望能够学习到如何利用生命周期评价的工具，来指导产品的绿色设计，从而在产品开发的早期阶段就能够做出更明智的决策，选择对环境影响最小的方案。我期待这本书能够为我提供一套全面而深入的认知体系，让我能够更好地理解和实践轻量化设计，并为推动可持续发展贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

我一直坚信，科技的进步最终是为了服务于人类，而“轻量化”作为一项重要的技术革新，无疑在提升生活品质、推动产业发展等方面具有举足轻重的地位。《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》这个书名，精准地抓住了轻量化技术的核心要义。我非常期待书中对于“轻量化产品开发过程”的详细解读。我猜测，作者会从材料科学、工程设计、生产制造等多个学科视角，来全面解析轻量化产品是如何从无到有、从概念走向现实的。我尤其希望能够看到书中对于创新材料的应用，例如各种先进的复合材料、金属材料以及高分子材料，它们是如何通过精密的结构设计，实现减重而不减性能的。同时，我也对书中关于“生命周期评价”的部分充满好奇。我希望能够通过这本书，学习到如何系统地评估一个轻量化产品在整个生命周期中所带来的环境效益和资源消耗。这不仅仅是为了满足日益严格的环保法规，更是为了践行企业社会责任，推动绿色可持续发展。我期待书中能够提供一些量化的分析模型和实践案例，帮助我理解如何通过生命周期评价来优化产品设计，选择更环保的材料和工艺，从而实现经济效益和环境效益的双赢。我希望这本书能够成为我理解和践行轻量化技术的重要启蒙。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚踏入轻量化设计领域的新手，我对《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》的期待值可谓是空前高涨。我常常在想，究竟是什么样的力量，能够让一件看似普通的物品变得如此轻盈，同时又保持甚至超越原有的性能？这本书，在我看来，不仅仅是一本技术手册，更像是一本通往未来工业的启蒙读物。我特别关注书中对于“轻量化产品开发过程”的阐述。我设想，作者一定会深入剖析从概念构思、材料选择、结构设计，到制造工艺、性能测试、再到最终产品发布的整个流程。我相信，书中会详细介绍各种先进的轻量化设计方法，比如拓扑优化、仿生设计、材料减量化等等。我很期待能够看到这些抽象的设计理念，通过具体的案例和图示，变得生动而易于理解。同时，关于“生命周期评价”的部分，更是让我充满好奇。在当今社会，可持续发展已经成为一个不容忽视的议题。我希望这本书能够详细讲解如何评估一个轻量化产品在整个生命周期中的环境影响，包括原材料的开采、生产过程中的能源消耗、产品的使用阶段的能效，以及最终的回收与处理。这不仅仅是为了达到环保的目的，更是为了在产品开发的早期阶段就能够做出更明智的决策，选择那些对环境影响最小的方案，从而实现真正的绿色设计。我想象，这本书会像一位经验丰富的导师，一步步地引导我，让我理解轻量化技术背后的科学原理，掌握实用的设计工具，并培养出对可持续发展的深刻认识。我迫不及待地想翻开它，开始我的轻量化探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

我是一名长期关注工业设计趋势的研究者，而“轻量化”无疑是当前最热门、最具颠覆性的技术方向之一。《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》这个书名，让我看到了作者在这一领域深入研究的决心和广度。我特别期待书中对“轻量化产品开发过程”的详细拆解。我设想，作者会从宏观的战略层面，阐述企业如何在组织内部建立和推动轻量化开发体系，包括人才培养、技术引进、流程再造等。然后，在微观的执行层面，我希望看到具体的设计方法和工具的介绍，例如，如何运用数值模拟软件进行结构的拓扑优化，如何选择合适的轻量化材料，以及如何设计高效的制造工艺来支撑轻量化产品的生产。我特别好奇书中是否会涉及到一些跨学科的知识，比如材料科学、结构力学、制造工程，甚至人体工程学和美学。对于“生命周期评价”，我希望这本书能够不仅仅停留在理论层面，而是提供一些实际的评价案例和数据分析。我希望能了解，如何量化评估一个轻量化产品相对于传统产品的环境效益，比如减少的碳排放、能源消耗和废弃物产生。同时，我也期待书中能够探讨，如何将生命周期评价的结果反馈到产品设计中，从而形成一个良性的循环，不断提升产品的环境友好性。总而言之，我希望这本书能够成为我理解和实践轻量化设计的重要指南。

评分☆☆☆☆☆

在当前追求效率和可持续性的时代背景下，“轻量化”早已不再仅仅是简单的减重，它更代表着一种先进的设计理念和技术革新。《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》这个书名，精准地捕捉到了这一核心主题，让我对其充满了探求的欲望。我尤其关注书中关于“轻量化产品开发过程”的阐述。我猜测，作者会带领读者从宏观的战略层面，深入到微观的技术细节，全面展示一个轻量化产品是如何孕育、成长并最终走向市场的。我非常期待书中能够提供一些关于创新设计方法论的介绍，比如如何通过参数化设计、实时仿真等手段，在早期阶段就能够精准地预测和评估轻量化设计的性能表现。同时，我也希望能够了解书中关于不同轻量化材料的详细特性分析，以及在不同应用场景下，如何进行材料的组合与优化，以达到最佳的轻量化效果。对于“生命周期评价”，这是我一直以来都非常感兴趣但缺乏系统性知识的领域。我希望这本书能够为我揭示，如何从一个全新的维度来审视产品的环境影响，如何通过量化的数据分析，来评估一个轻量化产品在从摇篮到坟墓的整个生命周期中所产生的碳足迹、能源消耗和对环境的整体影响。我期待这本书能够为我打开一扇窗，让我能够更深刻地理解轻量化技术在可持续发展中的重要作用，并为我未来的学习和工作提供宝贵的指导。

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在快节奏的现代社会，产品的轻量化似乎是一种必然的趋势，无论是在追求极致性能的航空航天领域，还是在强调便捷性的消费电子产品领域，抑或是注重燃油经济性的汽车行业。我一直对轻量化技术背后所蕴含的智慧和创新感到着迷。《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》这个书名，直击了我一直以来想要深入了解的核心问题。我期待书中能够详细阐述“轻量化产品开发过程”的具体步骤和关键考量点。我猜想，作者会从材料的选择、结构的设计、制造工艺的优化等多个维度进行深入剖析。我特别希望能够看到书中关于如何平衡轻量化与强度、刚度、耐久性等性能指标的讨论，以及如何通过先进的仿真技术来预测和验证轻量化设计的成效。此外，关于“生命周期评价”，这是我非常感兴趣但了解不多的领域。我希望这本书能够清晰地解释，什么是生命周期评价，它包含哪些阶段，以及如何对其进行量化分析。我希望能够学习到如何评估一个轻量化产品从原材料的获取，到生产制造，再到使用和最终的废弃处理，在整个生命周期中所产生的环境影响。这对我来说，不仅仅是理论知识的学习，更是未来在产品开发中做出更负责任、更可持续的决策的基石。我希望这本书能够给我带来一种全面而系统的认知，让我能够真正理解轻量化技术的价值和意义。

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我一直认为，真正的工程智慧体现在如何以最少的资源创造最大的价值。《轻量化手册1：轻量化产品开发过程与生命周期评价》这个题目，正是我一直在寻找的答案。我非常期待书中关于“轻量化产品开发过程”的深入探讨。我猜想，作者会详细介绍从产品概念的产生，到具体的材料选择，再到精密的结构设计，直至最终的制造和测试，整个流程是如何一步步实现轻量化的。我特别希望看到书中能够提供一些关于如何进行材料性能分析、结构强度计算以及模态分析的实际方法，以及如何利用先进的仿真技术来优化设计，达到轻量化的同时保证产品的可靠性。此外，关于“生命周期评价”，这部分内容对我来说尤其重要。我希望这本书能够教会我如何全面地评估一个轻量化产品从原材料的获取，到生产制造，再到使用过程中的能耗，以及最终的回收与处理，在整个生命周期中所产生的环境影响。我希望能够理解，如何通过生命周期评价来指导产品设计，从而选择更加环保、可再生的材料，优化生产工艺，减少能源消耗，并设计出易于回收的产品。我期待这本书能够给我带来一种全新的思维方式，让我能够在产品开发的每一个环节，都充分考虑到轻量化与可持续发展的关系。

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这套书很实用，这次买全了

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还行

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bucuo

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好好好好好好好好好

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《轻量化产品开发过程与生命周期评价》一方面介绍了集成产品形成模型和相关的生命周期解决方案，从而描述了产品形成过程及其支持的方法，另一方面介绍了对于轻量化来说极为重要的生命周期评估和所使用的方法。所谓的生命周期分析包括在产品生命周期内沿价值链对轻量化系统的整体考虑以及评估，因此也得出了技术、生态、经济和社会方面的有意义的结论。

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