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第一篇 汽车发动机动力学1

1 曲柄连杆机构的运动与受力分析1

1.1 曲柄连杆机构运动学1

1.1.1正置曲柄连杆机构运动学1

1.1.2偏置曲柄连杆机构运动学12

1.1.3关节曲柄连杆机构运动规律的特点14

1.2作用于曲柄连杆机构中的力和力矩16

1.2.1气体作用力16

1.2.2运动质量惯性力16

1.2.3曲柄连杆机构总体受力分析20

1.2.4各构件之间的相互作用力26

1.2.5曲轴的转动力矩38

1.3 曲轴的回转不均匀性与飞轮42

1.3.1回转不均匀性42

1.3.2飞轮的作用与设计43

复习题44

2发动机的平衡性分析与平衡措施48

2.1概述48

2.1.1发动机对其支架（基座）的作用力48

2.1.2平衡的意义和平衡性分析方法49

2.2单列式发动机的平衡性分析50

2.2.1旋转惯性力系的平衡性分析50

2.2.2往复惯性力系的平衡性分析52

2.2.3若干单列式发动机平衡性之比较56

2.2.4发动机的“内平衡”特性63

2.3单列式发动机的平衡方法65

2.3.1旋转惯性力系的平衡方法65

2.3.2往复惯性力系的平衡方法68

2.3.3影响发动机实际平衡性的诸因素70

2.4 V型发动机的平衡72

2.4.1并列连杆的V型双缸机的平衡72

2.4.2并列连杆的V型多缸机的平衡78

2.4.3曲拐错颈的V型发动机的平衡90

复习题92

3发动机轴系的扭转振动96

3.1 有关扭转振动的一些基本概念96

3.1.1单自由度扭摆的自由振动96

3.1.2单自由度扭摆的强迫振动98

3.1.3多自由度扭振系统的无阻尼自由振动103

3.1.4计算多自由度盘轴系统固有频率与主振型的Holzer算法110

3.1.5多自由度扭振系统有阻尼强迫振动的求解方法117

3.1.6多自由度扭振系统对复合谐力矩激振的响应125

3.2 发动机轴系的扭振分析及减振措施134

3.2.1发动机轴系之简化为盘轴系统134

3.2.2发动机轴系的激振力矩141

3.3.3发动机轴系对激振的响应154

3.2.4减振措施与减振器161

复习题176

第一篇参考资料180

第二篇 发动机零件的强度计算和安全评估182

4零件热状况和应力应变状况的计算182

4.1计算方法和计算工况的选择182

4.1.1计算方法概述182

4.1.2计算工况的选择183

4.2有限元法计算机械应力与应变183

4.2.1有限元法分析步骤183

4.2.2平面问题的单元分析184

4.2.3平面问题的整体分析190

4.2.4计算结果的整理196

4.2.5轴对称问题的有限元分析197

4.2.6有限元法的收敛性准则199

4.2.7等参数单元200

4.2.8振动问题的有限元分析207

4.3有限元法计算温度场和热应力216

4.3.1 温度场的基本方程式及其求解方法216

4.3.2有限元法计算二维稳定温度场220

4.3.3有限元法计算二维不稳定温度场224

4.3.4热应力的计算227

4.4有限元计算程序及有限元计算模型的建立232

4.4.1有限元计算程序232

4.4.2有限元计算模型的建立232

复习题235

5发动机零件的失效形式与安全判据237

5.1 静载荷零件的失效形式和安全判据238

5.1.1常温下静载荷零件的失效形式和安全判据238

5.1.2高温下静载荷零件的失效形式与安全判据241

5.2循环载荷下的高周疲劳失效与安全判据244

5.2.1标准材料试件的疲劳极限244

5.2.2零件的疲劳极限248

5.2.3高周疲劳的安全判据253

5.3低周热疲劳及安全判据258

5.4断裂力学安全判据261

5.4.1应力强度因子与静载零件的安全判据262

5.4.2疲劳裂纹的扩展速度与安全判据265

复习题268

6零部件可靠性分析——评估零部件安全与寿命的概率统计方法270

6.1 可靠性分析的统计基础271

6.1.1统计分析的基本知识271

6.1.2设计变量的统计处理277

6.2可靠性分析的基本方法及应用284

6.2.1应力-强度干涉理论284

6.2.2安全系数与可靠度290

6.2.3系统的可靠度291

6.2.4可靠性分析方法的应用293

复习题302

第二篇参考资料303

附录Ⅰ可靠性分析用表304

附录Ⅱ国际制单位与工程制单位换算表309