Digital Human Modeling for Vehicle and Workplace Design

Digital Human Modeling for Vehicle and Workplace Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:SAE International
作者:Don B. Chaffin
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2001-03
价格:USD 9.99
装帧:Hardcover
isbn号码:9780768006872
丛书系列:
图书标签:
  • Digital Human Modeling
  • Ergonomics
  • Vehicle Design
  • Workplace Design
  • Human Factors
  • Simulation
  • CAD
  • Anthropometry
  • Biomechanics
  • Occupational Safety
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具体描述

好的,这是一本关于先进材料科学与工程应用的图书简介,内容聚焦于新型复合材料的开发、表征及其在航空航天、能源和生物医学领域的创新应用。 --- 图书名称: 先进复合材料的结构完整性与多尺度设计 作者: [此处可填写假定的作者姓名,例如:张伟, 李明] 出版社: [此处可填写假定的出版社名称,例如:学术前沿出版社] --- 图书简介 《先进复合材料的结构完整性与多尺度设计》 是一部全面而深入探讨现代高性能复合材料领域前沿理论、先进制造技术及关键工程应用的专著。本书旨在弥合基础材料科学研究与复杂工程系统需求之间的鸿沟,为材料科学家、结构工程师以及从事先进制造的研究人员提供一套系统的知识框架和实用的设计工具。 在当代工程实践中,从超音速飞行器到高能效风力涡轮机,对材料的要求已远超传统金属合金所能提供的范畴。复合材料,凭借其卓越的比强度、比模量、耐疲劳性以及定制化的功能特性,已成为实现下一代技术突破的核心驱动力。本书的核心贡献在于其对复合材料多尺度行为的精细化理解和前瞻性的结构设计方法论的构建。 第一部分:基础理论与本构关系重构 本书伊始,详细梳理了经典层合板理论(Classical Lamination Theory, CLT)的局限性,并重点引入了先进的细观力学模型。这包括对纤维/基体界面行为的精确描述,特别是考虑了非均匀铺层和缺陷对宏观响应的影响。 界面脱粘与损伤演化模型: 深入探讨了基于内聚力模型(Cohesive Zone Model, CZM)的界面本构关系,用于模拟复合材料中分层、基体开裂和纤维/基体脱粘的起始与扩展过程。我们不仅分析了准静态载荷下的损伤积累,还重点考察了冲击载荷和循环载荷(疲劳)条件下的损伤演化路径。 热塑性与热固性基体的区别: 针对不同基体材料的黏弹性行为,本书提出了改进的热粘弹性本构方程,用以准确预测材料在宽温度范围和不同应变率下的力学响应,这对涉及极端温度环境的航空应用至关重要。 纤维取向对性能的耦合效应: 运用张量分析方法,系统地建立了纤维角度、体积分数与材料刚度、强度之间的非线性关系,为定向增强和短纤维复合材料的设计提供了量化依据。 第二部分:先进制造工艺与微结构控制 材料的宏观性能与其微观结构和制造过程息息相关。本书投入大量篇幅解析了当前主流和新兴的复合材料制造技术,并强调了工艺参数对最终结构完整性的决定性影响。 自动化铺放(AFP/ATL)的残余应力分析: 详细讨论了热塑性复合材料在固化过程中的温度梯度如何导致不可避免的残余应力,并提出了一系列通过优化铺层顺序和固化曲线来减轻或控制残余应力的工程策略。 增材制造(3D打印)复合材料的挑战: 聚焦于连续纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的增材制造。我们分析了层间粘结质量、纤维对准度以及孔隙率对打印部件承载能力的影响,并展示了如何通过过程控制实现高精度结构件的制造。 纳米增强复合材料的制备与分散技术: 探讨了石墨烯、碳纳米管等纳米填料在聚合物基体中均匀分散的难题,并介绍了超声波辅助浸渍和熔融插层等技术,以期最大化纳米尺度增强带来的性能提升。 第三部分:结构完整性评估与无损检测(NDT) 结构在服役期间面临的挑战远超实验室测试条件。本书专注于如何确保服役中的复合材料结构的长期可靠性和安全性。 疲劳寿命预测的先进方法: 摒弃了传统的S-N曲线外推法,转而采用基于损伤容限(Damage Tolerance, DT)的设计理念。详细阐述了基于裂纹扩展速率的疲劳寿命预测模型,并结合先进的概率寿命分析(Probabilistic Lifetime Analysis) 来量化不确定性。 复合材料的冲击损伤评估: 重点研究了低速冲击事件(如工具掉落)造成的内部损伤,如分层和纤维断裂。本书引入了能量吸收理论,并将其与层析成像技术(Tomography) 相结合,实现对隐蔽损伤的精确三维重建与量化。 集成式无损检测: 介绍了电导率法(Electrical Impedance Tomography, EIT)和基于光纤布拉格光栅(FBG)的分布式传感技术在实时监测结构健康状态(Structural Health Monitoring, SHM)中的应用。这些技术使得在不拆解部件的情况下,实时掌握结构的损伤积累情况成为可能。 第四部分:特定领域应用案例分析 为强化理论与实践的结合,本书的最后部分选取了三个对复合材料性能要求最为苛刻的领域进行深入剖析。 航空结构的应用与失效分析: 以次时代飞机机翼和发动机短舱为例,分析了纤维复合材料在超高载荷和复杂环境下的应力集中问题,并讨论了多功能化设计,如集成导电路径以应对雷击防护。 风能叶片的耐久性设计: 针对叶片面临的长期疲劳荷载、紫外线老化和湿热环境侵蚀,本书提出了优化铺层设计以提高抗分层性能的方案,并讨论了自修复(Self-Healing)材料在延长叶片服役寿命中的潜力。 生物医学植入物的生物相容性与力学匹配: 探索了碳纤维/PEEK等生物惰性复合材料在骨替代和关节置换中的应用。重点关注其与人体骨组织的力学失配问题,并介绍了通过基体改性或多孔结构设计来优化生物力学性能的方法。 目标读者: 本书适合高年级本科生、研究生、从事新材料研发和结构工程设计的高级工程师、以及对结构完整性、损伤容限和先进制造技术感兴趣的科研人员。 通过对材料微观结构、制造工艺、多尺度力学行为以及服役损伤机理的系统阐述,《先进复合材料的结构完整性与多尺度设计》致力于为读者提供一套解决复杂工程挑战的全新视角和实用工具。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的标题触及了我工作领域中一个非常核心且一直让我感到挑战的方面:如何将抽象的人体工程学原理转化为可操作的、在设计软件中实现的具体步骤。在过去,我们更多依赖于经验和少数标准化的人体测量数据进行设计,这往往难以覆盖到所有用户群体,也难以精确评估设计的舒适度和安全性。因此,我非常期待这本书能提供一套系统化的方法论,说明如何利用数字人模型来驱动整个设计过程。我希望书中能详细介绍构建不同特征(如身高、体重、肢体长度等)的数字人模型的流程,以及如何为这些模型赋予逼真的运动能力,使其能够执行各种工作任务和驾驶动作。更重要的是,我希望能够学习到如何利用这些数字人模型来评估设计方案的优劣,例如通过分析人体在特定姿势下的关节压力、肌肉负荷,或者评估其在狭小空间内的活动便利性。这种量化和可视化的评估方式,将大大提升设计的科学性和可靠性,减少主观判断的偏差,从而创造出真正符合人体需求的交通工具和工作场所。

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我对数字人模型技术在提升工程设计效率和准确性方面的潜力一直非常关注。在我的工作中,我常常需要处理各种复杂的人体工程学问题,而传统的设计方法往往难以提供精确的答案。因此,我迫切希望这本书能够提供一套系统性的方法论,指导我们如何有效地利用数字人模型来解决这些挑战。我期待书中能够详细介绍从数据采集、模型构建、到运动仿真和性能评估的整个流程。例如,我希望能够学习到如何从扫描数据或测量数据中生成高保真的数字人模型,如何赋予这些模型逼真的运动能力,以及如何利用这些模型来分析人体的受力情况、关节活动范围等关键指标。此外,我也希望这本书能够探讨数字人模型在产品验证和优化阶段的应用,例如如何通过虚拟测试来预测产品在实际使用中的表现,并进行有针对性的改进。这种能够将虚拟仿真技术与实际工程设计紧密结合的能力,将极大地提升我们的工作效率和产品质量。

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我一直认为,人是所有设计活动的出发点和归宿,而“数字人模型”正是实现这一理念的关键技术。在车辆设计中,用户体验是决定产品成功与否的重要因素之一,而人体工程学则是用户体验的核心。我希望这本书能够提供清晰的指导,说明如何将人体工程学的原理通过数字人模型进行可视化和量化,从而在设计过程中做出更明智的决策。例如,如何利用数字人模型来评估车辆内部空间的可用性,或者如何模拟驾驶员在不同驾驶场景下的身体姿势和操作行为。在工作场所设计方面,我也同样期待能够学习到如何利用数字人模型来识别潜在的职业健康风险,并设计出能够预防这些风险的解决方案。这可能包括优化工作站的布局、设计更符合人体工学的工具,甚至是模拟工人的疲劳程度。这种能够将对人的深刻理解融入到设计过程中的能力,无疑将引领我们进入一个更智能、更人性化的设计时代。

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这本书的题目——“Digital Human Modeling for Vehicle and Workplace Design”——让我第一时间联想到了现代制造业和设计领域中那个日益重要的分支:如何将真实的人体置于虚拟的设计环境中进行仿真和优化。我一直对这种能够将物理世界与数字世界无缝连接的技术感到着迷,尤其是它在提升产品安全性和用户体验方面的潜力。在汽车设计领域,我们常常会遇到人体工程学方面的挑战,比如座椅的舒适度、驾驶员的视野、以及车辆内部空间的布局,这些都直接关系到驾驶员的感受和长期使用的健康。同样,在工作场所设计中,如何确保工人在操作机械、使用工具时的姿势是自然且无压力的,如何预防职业病,如何在有限的空间内最大化效率和舒适度,这些都是至关重要的问题。这本书的名字似乎直接触及了这些核心议题,让我充满了期待,希望能从中找到关于如何利用数字化工具来解决这些复杂工程问题的具体方法和理论基础。我尤其好奇书中会如何阐述从人体测量学数据到三维数字人模型的建立过程,以及这些模型如何在虚拟环境中进行各种运动和交互的模拟,例如乘坐、操作、甚至是应急情况下的反应。这种跨学科的融合,将人体生理学、心理学、工程学和计算机科学紧密结合,预示着一种更智能、更以人为本的设计范式的到来,这正是当前工业界所迫切需要的。

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我是一名对工业设计和用户体验充满热情的研究者,而“数字人模型”这个词汇,在我看来,正是连接这两者的重要桥梁。我一直关注着如何通过技术手段来提升产品的易用性和用户的满意度,而这本书的标题正是我所追求的。我希望书中能够详细阐述数字人模型在产品设计生命周期中的各个环节是如何应用的。从概念设计阶段的初步人机交互设想,到详细设计阶段的精细化人体工程学分析,再到最后的虚拟原型测试,数字人模型都应该扮演着至关重要的角色。我尤其好奇书中会如何介绍如何将数字人模型与CAD/CAE软件进行集成,以及如何进行动态仿真,例如模拟用户在使用车辆或工作设备时的各种姿势和动作,并评估其对人体的影响。此外,我也期待书中能够探讨如何根据用户的反馈和行为数据来优化数字人模型,使其更加贴近真实用户的使用习惯,从而实现更精准的设计。这种以数据驱动的设计思路,将是未来工业设计发展的重要方向。

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这本书的标题,"Digital Human Modeling for Vehicle and Workplace Design",唤起了我对未来设计方法论的深刻思考。在我看来,将数字人模型引入设计流程,不仅仅是一种技术革新,更是一种设计哲学上的转变——从单纯的“产品中心”转向“用户中心”。我们生活在一个日益复杂的科技世界中,而如何确保技术能够真正服务于人,并最大程度地提升人们的生活品质,是我们需要不断探索的课题。在汽车设计领域,这意味着要设计出不仅外形美观、性能卓越,更能让每一个使用者都能感到舒适、安全的交通工具。在工作场所设计方面,这同样意味着要创造出让人们能够安全、高效、并且身心愉悦地工作的环境。我期待这本书能够深入剖析数字人模型如何实现这一点,例如,它可能包含如何构建不同文化背景、不同身体特征的数字人模型,以及如何利用这些模型进行更细致的用户体验评估。这种能够将多样化的用户需求融入设计过程中的能力,是任何现代设计都无法回避的。

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我对这本书的期望,很大程度上源于我对“数字人模型”这个概念本身的好奇心。在我看来,这不仅仅是一个三维的图形表示,而更像是一个能够模拟人类行为、感知和反应的智能体。我一直对虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术在设计流程中的应用非常感兴趣,而数字人模型无疑是实现更逼真、更有效的虚拟交互的关键。想象一下,在汽车设计初期,设计师可以通过数字人模型来“试驾”车辆,感受不同座椅角度、仪表盘布局带来的视觉和操作体验,而无需等待物理原型车的制造。这不仅能极大地缩短设计周期,还能在早期发现潜在的人体工程学缺陷,从而避免后期昂贵的修改。在工作场所设计方面,我同样期待这本书能揭示数字人模型如何帮助我们理解不同工作任务对人体的负荷,例如长时间站立、重复性动作、或是举重等,从而设计出更健康、更安全的工作环境。我特别希望书中能够探讨如何将不同体型、不同年龄、甚至不同残障情况的数字人模型集成到设计流程中,以确保产品的普适性和包容性。这种全方位的考虑,将是真正以人为本的设计理念的体现,也是提升产品竞争力的重要途径。

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当我看到“Digital Human Modeling for Vehicle and Workplace Design”这个书名时,我首先想到的是它所蕴含的潜力,能够解决我们在实际设计工作中经常遇到的“以人为主体”的挑战。在汽车行业,我们不仅要考虑车辆的外观和性能,更要确保驾驶员和乘客在车内的体验是舒适、安全且高效的。例如,座椅的设计、仪表盘的布局、以及车内空间的利用,都需要与人体尺寸和运动范围相匹配。在工作场所设计方面,我也深切体会到,一个不合理的工作环境不仅会降低员工的效率,还可能导致长期的健康问题。这本书的书名似乎直接指明了解决这些问题的途径,即利用先进的数字人模型技术。我希望书中能够详细介绍如何从人体测量数据生成逼真的数字人模型,并如何在虚拟环境中模拟各种操作和交互。我特别期待能够学习到如何利用这些模型来评估设计方案的优劣,例如通过量化分析人体在不同姿势下的受力情况,或者预测潜在的碰撞伤害。这种能够将抽象的设计理念转化为具体、可评估的量化指标的技术,正是我们所需要的。

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这本书的标题——“Digital Human Modeling for Vehicle and Workplace Design”——直接点燃了我对如何将先进技术与人类福祉相结合的浓厚兴趣。在我看来,数字人模型不仅仅是设计工具,更是一种能够深刻理解和模拟人类行为、感知和反应的载体。在汽车设计领域,这意味着要创造出不仅仅是交通工具,更是能够提供愉悦、安全、个性化驾乘体验的移动空间。在工作场所设计方面,这则意味着要构建出能够支持员工健康、激发工作潜能、并最大限度地减少职业损伤的创新环境。我希望这本书能够深入探讨数字人模型如何在不同设计场景下发挥作用,例如,如何利用它们来模拟不同用户的操作习惯,如何评估不同设计方案对用户舒适度和效率的影响,以及如何将这些模型应用于产品的可维护性和可维修性设计。这种能够实现对人的全方位模拟和洞察的能力,将是未来所有以人为本的设计的基石。

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我对数字人模型技术在提升人类福祉方面的应用一直抱有浓厚的兴趣。在车辆设计领域,这不仅仅是关于驾驶的便利性,更是关乎驾驶安全和长期的健康舒适。比如,如何设计出能够适应不同体型驾驶员的座椅,如何优化驾驶舱的视野以减少疲劳,以及如何在碰撞发生时最大程度地保护乘员。而在工作场所设计中,这涉及到如何创造一个更健康、更有效率的工作环境。我设想,通过数字人模型,我们可以模拟工人在操作自动化设备时的姿势,评估长时间重复性动作对身体的影响,甚至可以设计出更符合人体工学的工具和工作台。这本书的标题精准地捕捉到了这些关键应用点,让我对它充满了期待。我希望书中能够深入探讨从基础的人体测量学数据到构建复杂、动态的数字人模型的过程,以及如何将这些模型集成到现有的设计和仿真流程中。能够将这些理论知识转化为实际可用的设计工具,将是对我们工作效率和设计质量的巨大提升。

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