现代机械设计方法(倪洪启)
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作者： 倪洪启，谷耀新 主编
出 版 社：
出版时间： 2008-5-1字数： 467000版次： 1页数： 278印刷时间： 2008/05/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787122020208包装： 平装内容简介
现代设计方法在国内外已经广泛应用于机械、电子等类产品设计。本书介绍了产品设计中已获得广泛应用且较为成熟的五种现代设计方法，具体内容包括：设计方法学、计算机辅助设计、有限元法、机械最优化设计和机械可靠性设计五方面。本书从实际应用角度阐述了这些方法的基本概念、基本理论、基本计算步骤和应用实例。本书内容深人浅出，易于阅读和自学，通过本书学习，意在培养高等工科院校学生和有关人员了解、掌握和应用现代设计方法解决生产实际问题的基本技能。
本书可作为高等学校机械类专业及相关专业本科生的教材，也可供工程技术人员参考使用。
目录
1 绪论
1.1 概述
1.1.1 现代设计方法的概念
1.1.2设计方法的发展过程
1.1.3 现代设计与传统设计
1.2 现代设计方法的主要内容和特点
1.2.1 现代设计方法的主要内容
1.2.2现代设计方法的特点
1.3 学习现代设计方法的意义
2设计方法学
2.1 概述
2.1.1设计系统
2.1.2技术系统
2.1.3 产品设计的类型与设计原则
2.2创造性设计方法
2.2.1 创造力和创造过程
2.2.2创造性思维
2.2.3 创造技法
2.3 系统化设计方法
2.3.1功能分析法
2.3.2 系统化设计实例——汽车举升机设计
2.3.3 系统化设计中的评价与决策
习题
3计算机辅助设计(CAD)
3.1 CAD的概述
3.1.1 CAD的概念
3.1.2 应用CAD技术的优越性
3.1.3CAD技术的应用领域
3.1.4CAD的发展历程及其发展趋势
3.2CAD系统的构成
3.2.1 CAD系统的硬件平台
3.2.2 CAD系统的软件平台
3.2.3 CAD系统的类型及系统选择
3.3 工程数据的处理方法
3.3.1 数据组成
3.3.2数表的程序化处理
3.3.3 实测数据的曲线拟合
3.3.4 数据结构
3.3.5 图形标准
3.3.6 产品数据管理技术
3.4数据库及其应用
3.4.1 数据模型
3.4.2 数据库的特点
3.4.3 数据库管理系统
3.4.4 工程数据库系统
3.4.5 数据库系统的应用
3.5 图形处理技术
3.5.1 计算机图形技术的基本概念
3.5.2 图形处理的数学基础
3.5.3 坐标系
3.5.4 窗口与视区变换
3.5.5 图形裁剪
3.5.6 二维与三维图形变换
3.6 常用的CAD软件
3.6.1I-deas系统
3.6.2Unigraphics系统
3.6.3 Pro／Engneer系统
3.6.4 CATIA系统
3.6.5AutoCAD系统
习题
4有限元法
4.1 概述
4.2弹性力学基础
4.2.1 弹性力学假设
4.2.2基本概念
4.2.3 弹性力学中的典型问题
4.2.4 弹性力学平面问题基本方程
4.2.5圣维南原理
4.2.6虚位移原理
4.3平面问题的有限元法
4.3.1 三角形常应变单元
4.3.2 面积坐标与形函数性质
4.3.3 单元刚度矩阵及性质
4.3.4整体分析
4.3.5 单元等效节点力与整体载荷阵列
4.3.6收敛准则
4.3.7 有限元分析步骤
4.4轴对称问题有限元法
4.4.1 轴对称问题基本方程
4.4.2 单元分析
4.4.3等效节点载荷计算
4.5等参数单元
4.5.1 四节点平面矩形单元
4.5.2等参元的概念
4.5.3平面等参元
4.5.4高斯积分法简介
4.6有限元软件简介
4.6.1 概述
4.6.2 ANSYS的相关介绍及其分析流程
习题
5机械优化设计
5.1优化设计总论
5.1.1 优化设计数学模型
5.1.2优化问题的几何描述
5.1.3优化问题的数值迭代法
5.2一维优化方法
5.2.1 确定初始区间的进退法
5.2.2黄金分割法
5.2.3二次插值法
5.3 无约束优化方法
5.3.1 数学基础
5.3.2梯度法
5.3.3 牛顿法(Newton法)
5.3.4共轭梯度法
5.3.5 变尺度法
5.3.6 鲍威尔(Powell)法
5.4约束优化方法
5.4.1 约束优化问题的极值条件
5.4.2 随机方向法
5.4.3 复合形法
5.4.4 可行方向法
5.4.5 惩罚函数法
5.5 最优化方法在机械设计中的应用
5.5.1机械优化设计的一般步骤
5.5.2 阶梯轴的优化设计
5.5.3平面铰链四杆机构再现运动规律的最优化设计
5.5.4 最小体积二级圆柱齿轮减速器的优化设计
习题
6机械可靠性设计
6.1 概述
6.1.1 可靠性研究历史发展
6.1.2 中国机械可靠性研究现状
6.1.3机械可靠性研究的必要性
6.1.4 机械系统可靠性设计的特点和难点
6.2 可靠性基本概念和理论
6.2.1 可靠性的基本概念
6.2.2 可靠性特征量
6.2.3典型失效曲线
6.2.4 可靠性的概率分布
6.3机械零件可靠性设计
6.3.1概率法机械设计
6.3.2 应力-强度干涉模型
6.3.3零部件静强度可靠性设计
6.3.4零部件疲劳强度可靠性设计
6.4机械系统可靠性设计
6.4.1系统模型
6.4.2 系统可靠性预测
6.4.3 系统可靠性分配
6.4.4机械系统可靠性预计
6.5 可靠性设计应用实例
6.6 其他机械产品可靠性设计方法简介
6.6.1TTCP法
6.6.2平均累计故障率方法
6.6.3稳健性设计
6.6.4故障模式、影响及危害性分析(FMECA)
6.6.5故障树分析法(FTA)
习题
参考文献
书摘插图
1 绪论
1.1 概述
1.1.1 现代设计方法的概念
设计是人类一种复杂的思维过程，是创造性的劳动，是人类改造自然的基本活动之一。人类在认识世界和改造世界的历史长河中，一直在从事着设计活动。从某种意义上说，是人类不断进行的创新设计活动，推动了人类文明的进步。
人类的设计活动从早期的直觉设计阶段开始，经历了经验设计阶段，半理论半经验设计阶段，即所谓的传统设计，发展至今。随着电子技术、计算机技术、网络技术的迅猛发展，信息时代的来临，使人们以往的生活方式、工作方式和思维方式发生了巨大的改变，由此对设计方面产生了深远的影响。市场竞争的需要和各种新方法、新技术、新工艺、新材料的不断涌现，推动了设计方法和技术的进步，产品设计从传统的经验设计进入现代设计。
现代设计方法是传统设计方法的深入、丰富和完善，虽然目前对现代设计方法尚无确切定义，但可以这样理解现代设计方法：现代设计方法是用系统的观点，考虑自然科学、社会科学、经济科学等诸多现代因素，从而获得质高、价廉、有创新产品所使用的设计程序、规律及设计中的思维、工作方法和工具的总和；现代设计方法是以研究产品设计为对象的科学，它以电子计算机为手段，运用工程设计的新理论和新方法，使计算结果达到最优化，使设计过程实现高效化和自动化；现代设计方法是传统设计方法的延伸和发展，是人们把相关科学技术综合应用于设计领域的产物，它使传统设计方法发生了质的变化。
1.1.2 设计方法的发展过程
从设计方法的发展过程来看，设计方法的发展大致经历了如下四个阶段。
(1)直觉设计阶段
古代的设计是一种直觉设计，当时人们是从自然现象中直接得到启示，或是凭自己的直观感觉来设计制作工具。设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，产品也是比较简单的。直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期，17世纪以前基本都属于这一阶段。
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