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商品簡介
目次
商品簡介
現代設計方法在國內外已經廣泛應用于機械、電子等類產品設計。本書介紹了產品設計中已獲得廣泛應用且較為成熟的五種現代設計方法，具體內容包括：設計方法學、計算機輔助設計、有限元法、機械最優化設計和機械可靠性設計五方面。本書從實際應用角度闡述了這些方法的基本概念、基本理論、基本計算步驟和應用實例。本書內容深人淺出，易于閱讀和自學，通過本書學習，意在培養高等工科院校學生和有關人員了解、掌握和應用現代設計方法解決生產實際問題的基本技能。
本書可作為高等學校機械類專業及相關專業本科生的教材，也可供工程技術人員參考使用。
本書可作為高等學校機械類專業及相關專業本科生的教材，也可供工程技術人員參考使用。
目次
1 緒論
1.1 概述
1.1.1 現代設計方法的概念
1.1.2 設計方法的發展過程
1.1.3 現代設計與傳統設計
1.2 現代設計方法的主要內容和特點
1.2.1 現代設計方法的主要內容
1.2.2 現代設計方法的特點
1.3 學習現代設計方法的意義
2 設計方法學
2.1 概述
2.1.1 設計系統
2.1.2 技術系統
2.1.3 產品設計的類型與設計原則
2.2 創造性設計方法
2.2.1 創造力和創造過程
2.2.2 創造性思維
2.2.3 創造技法
2.3 系統化設計方法
2.3.1 功能分析法
2.3.2 系統化設計實例——汽車舉升機設計
2.3.3 系統化設計中的評價與決策
習題
3 計算機輔助設計(CAD)
3.1 CAD的概述
3.1.1 CAD的概念
3.1.2 應用CAD技術的優越性
3.1.3 CAD技術的應用領域
3.1.4 CAD的發展歷程及其發展趨勢
3.2 CAD系統的構成
3.2.1 CAD系統的硬件平臺
3.2.2 CAD系統的軟件平臺
3.2.3 CAD系統的類型及系統選擇
3.3 工程數據的處理方法
3.3.1 數據組成
3.3.2 數表的程序化處理
3.3.3 實測數據的曲線擬合
3.3.4 數據結構
3.3.5 圖形標準
3.3.6 產品數據管理技術
3.4 數據庫及其應用
3.4.1 數據模型
3.4.2 數據庫的特點
3.4.3 數據庫管理系統
3.4.4 工程數據庫系統
3.4.5 數據庫系統的應用
3.5 圖形處理技術
3.5.1 計算機圖形技術的基本概念
3.5.2 圖形處理的數學基礎
3.5.3 坐標系
3.5.4 窗口與視區變換
3.5.5 圖形裁剪
3.5.6 二維與三維圖形變換
3.6 常用的CAD軟件
3.6.1 I-deas系統
3.6.2 Unigraphics系統
3.6.3 Pro／Engneer系統
3.6.4 CATIA系統
3.6.5 AutoCAD系統
習題
4 有限元法
4.1 概述
4.2 彈性力學基礎
4.2.1 彈性力學假設
4.2.2 基本概念
4.2.3 彈性力學中的典型問題
4.2.4 彈性力學平面問題基本方程
4.2.5 聖維南原理
4.2.6 虛位移原理
4.3 平面問題的有限元法
4.3.1 三角形常應變單元
4.3.2 面積坐標與形函數性質
4.3.3 單元剛度矩陣及性質
4.3.4 整體分析
4.3.5 單元等效節點力與整體載荷陣列
4.3.6 收斂準則
4.3.7 有限元分析步驟
4.4 軸對稱問題有限元法
4.4.1 軸對稱問題基本方程
4.4.2 單元分析
4.4.3 等效節點載荷計算
4.5 等參數單元
4.5.1 四節點平面矩形單元
4.5.2 等參元的概念
4.5.3 平面等參元
4.5.4 高斯積分法簡介
4.6 有限元軟件簡介
4.6.1 概述
4.6.2 ANSYS的相關介紹及其分析流程
習題
5 機械優化設計
5.1 優化設計總論
5.1.1 優化設計數學模型
5.1.2 優化問題的幾何描述
5.1.3 優化問題的數值迭代法
5.2 一維優化方法
5.2.1 確定初始區間的進退法
5.2.2 黃金分割法
5.2.3 二次插值法
5.3 無約束優化方法
5.3.1 數學基礎
5.3.2 梯度法
5.3.3 牛頓法(Newton法)
5.3.4 共軛梯度法
5.3.5 變尺度法
5.3.6 鮑威爾(Powell)法
5.4 約束優化方法
5.4.1 約束優化問題的極值條件
5.4.2 隨機方向法
5.4.3 復合形法
5.4.4 可行方向法
5.4.5 懲罰函數法
5.5 最優化方法在機械設計中的應用
5.5.1 機械優化設計的一般步驟
5.5.2 階梯軸的優化設計
5.5.3 平面鉸鏈四桿機構再現運動規律的最優化設計
5.5.4 最小體積二級圓柱齒輪減速器的優化設計
習題
6 機械可靠性設計
6.1 概述
6.1.1 可靠性研究歷史發展
6.1.2 中國機械可靠性研究現狀
6.1.3 機械可靠性研究的必要性
6.1.4 機械系統可靠性設計的特點和難點
6.2 可靠性基本概念和理論
6.2.1 可靠性的基本概念
6.2.2 可靠性特徵量
6.2.3 典型失效曲線
6.2.4 可靠性的概率分布
6.3 機械零件可靠性設計
6.3.1 概率法機械設計
6.3.2 應力-強度干涉模型
6.3.3 零部件靜強度可靠性設計
6.3.4 零部件疲勞強度可靠性設計
6.4 機械系統可靠性設計
6.4.1 系統模型
6.4.2 系統可靠性預測
6.4.3 系統可靠性分配
6.4.4 機械系統可靠性預計
6.5 可靠性設計應用實例
6.6 其他機械產品可靠性設計方法簡介
6.6.1 TTCP法
6.6.2 平均累計故障率方法
6.6.3 穩健性設計
6.6.4 故障模式、影響及危害性分析(FMECA)
6.6.5 故障樹分析法(FTA)
習題
參考文獻
1.1 概述
1.1.1 現代設計方法的概念
1.1.2 設計方法的發展過程
1.1.3 現代設計與傳統設計
1.2 現代設計方法的主要內容和特點
1.2.1 現代設計方法的主要內容
1.2.2 現代設計方法的特點
1.3 學習現代設計方法的意義
2 設計方法學
2.1 概述
2.1.1 設計系統
2.1.2 技術系統
2.1.3 產品設計的類型與設計原則
2.2 創造性設計方法
2.2.1 創造力和創造過程
2.2.2 創造性思維
2.2.3 創造技法
2.3 系統化設計方法
2.3.1 功能分析法
2.3.2 系統化設計實例——汽車舉升機設計
2.3.3 系統化設計中的評價與決策
習題
3 計算機輔助設計(CAD)
3.1 CAD的概述
3.1.1 CAD的概念
3.1.2 應用CAD技術的優越性
3.1.3 CAD技術的應用領域
3.1.4 CAD的發展歷程及其發展趨勢
3.2 CAD系統的構成
3.2.1 CAD系統的硬件平臺
3.2.2 CAD系統的軟件平臺
3.2.3 CAD系統的類型及系統選擇
3.3 工程數據的處理方法
3.3.1 數據組成
3.3.2 數表的程序化處理
3.3.3 實測數據的曲線擬合
3.3.4 數據結構
3.3.5 圖形標準
3.3.6 產品數據管理技術
3.4 數據庫及其應用
3.4.1 數據模型
3.4.2 數據庫的特點
3.4.3 數據庫管理系統
3.4.4 工程數據庫系統
3.4.5 數據庫系統的應用
3.5 圖形處理技術
3.5.1 計算機圖形技術的基本概念
3.5.2 圖形處理的數學基礎
3.5.3 坐標系
3.5.4 窗口與視區變換
3.5.5 圖形裁剪
3.5.6 二維與三維圖形變換
3.6 常用的CAD軟件
3.6.1 I-deas系統
3.6.2 Unigraphics系統
3.6.3 Pro／Engneer系統
3.6.4 CATIA系統
3.6.5 AutoCAD系統
習題
4 有限元法
4.1 概述
4.2 彈性力學基礎
4.2.1 彈性力學假設
4.2.2 基本概念
4.2.3 彈性力學中的典型問題
4.2.4 彈性力學平面問題基本方程
4.2.5 聖維南原理
4.2.6 虛位移原理
4.3 平面問題的有限元法
4.3.1 三角形常應變單元
4.3.2 面積坐標與形函數性質
4.3.3 單元剛度矩陣及性質
4.3.4 整體分析
4.3.5 單元等效節點力與整體載荷陣列
4.3.6 收斂準則
4.3.7 有限元分析步驟
4.4 軸對稱問題有限元法
4.4.1 軸對稱問題基本方程
4.4.2 單元分析
4.4.3 等效節點載荷計算
4.5 等參數單元
4.5.1 四節點平面矩形單元
4.5.2 等參元的概念
4.5.3 平面等參元
4.5.4 高斯積分法簡介
4.6 有限元軟件簡介
4.6.1 概述
4.6.2 ANSYS的相關介紹及其分析流程
習題
5 機械優化設計
5.1 優化設計總論
5.1.1 優化設計數學模型
5.1.2 優化問題的幾何描述
5.1.3 優化問題的數值迭代法
5.2 一維優化方法
5.2.1 確定初始區間的進退法
5.2.2 黃金分割法
5.2.3 二次插值法
5.3 無約束優化方法
5.3.1 數學基礎
5.3.2 梯度法
5.3.3 牛頓法(Newton法)
5.3.4 共軛梯度法
5.3.5 變尺度法
5.3.6 鮑威爾(Powell)法
5.4 約束優化方法
5.4.1 約束優化問題的極值條件
5.4.2 隨機方向法
5.4.3 復合形法
5.4.4 可行方向法
5.4.5 懲罰函數法
5.5 最優化方法在機械設計中的應用
5.5.1 機械優化設計的一般步驟
5.5.2 階梯軸的優化設計
5.5.3 平面鉸鏈四桿機構再現運動規律的最優化設計
5.5.4 最小體積二級圓柱齒輪減速器的優化設計
習題
6 機械可靠性設計
6.1 概述
6.1.1 可靠性研究歷史發展
6.1.2 中國機械可靠性研究現狀
6.1.3 機械可靠性研究的必要性
6.1.4 機械系統可靠性設計的特點和難點
6.2 可靠性基本概念和理論
6.2.1 可靠性的基本概念
6.2.2 可靠性特徵量
6.2.3 典型失效曲線
6.2.4 可靠性的概率分布
6.3 機械零件可靠性設計
6.3.1 概率法機械設計
6.3.2 應力-強度干涉模型
6.3.3 零部件靜強度可靠性設計
6.3.4 零部件疲勞強度可靠性設計
6.4 機械系統可靠性設計
6.4.1 系統模型
6.4.2 系統可靠性預測
6.4.3 系統可靠性分配
6.4.4 機械系統可靠性預計
6.5 可靠性設計應用實例
6.6 其他機械產品可靠性設計方法簡介
6.6.1 TTCP法
6.6.2 平均累計故障率方法
6.6.3 穩健性設計
6.6.4 故障模式、影響及危害性分析(FMECA)
6.6.5 故障樹分析法(FTA)
習題
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