机械工程设计分析和MATLAB应用 第2版
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作者： 郭仁生著
出 版 社： 机械工业出版社
出版时间： 2008-7-1字数： 384000版次： 2页数： 240印刷时间： 2008/07/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787111196846包装： 平装编辑推荐
本书把MATLAB基础知识与大量的机械工程设计分析典型实例相结合，实用性强，能够帮助读者尽快地应用MATLAB分析及解决所从事技术领域中的工程实际问题，并提供相关程序源代码。
内容简介
本书共分两篇。第1篇介绍MATLAB的功能特点、常用函数和计算方法、图形表达、M文件编制等工程应用基础知识；第2篇介绍机械工程领域的机构运动分析和设计、机械零部件设计、机械可靠性设计、机械优化分析和计算、机械制造工艺参数优化、实验数据的曲线拟合和多项式拟合等方面的多个实例，并通过建立数学模型，利用功能强大的MATLAB科学计算工具编制M文件，运用计算机数学方法进行分析研究和设计计算。
本书可作为工科院校制造类专业相关课程的教学用书，也可作为工程技术人员利用计算机数学方法分析和求解工程问题的参考书。
目录
出版说明
前言
第1篇 MATLAB工程应用基础1
一、MATLAB的主要特点1
二、MATLAB的系统界面和菜单功能2
三、运算符、标点符和数据类型5
四、基本数学函数10
五、矩阵及其运算11
六、数组的运算17
七、数据的输入与输出19
八、M文件20
九、流程控制结构23
十、图形功能27
十一、多项式运算36
十二、数据插值38
十三、函数的导数和积分41
十四、求解方程和方程组52
十五、最优化方法57
第2篇 MATLAB工程应用实例71
实例1 连杆机构的运动设计71
一、给定连杆机构极限位置和最小传动角的设计问题71
二、给定连杆机构连架杆对应位置的设计问题73
三、优化设计问题75
实例2 连杆机构的运动分析78
一、机构运动分析的数学模型和求解方法78
二、运动误差分析80
三、计算实例的M文件和运算结果80
实例3 连杆机构的运动精度综合84
一、滑块的运动参数及其均值84
二、滑块运动参数的标准离差85
三、滑块运动参数的偏差及其最大值和最小值85
四、曲柄滑块机构等影响法精度综合86
五、计算实例87
六、M文件和运算结果88
实例4 槽轮机构的运动分析92
一、槽轮机构的运动方程92
二、槽轮的运动参数93
三、计算实例93
四、M文件和运算结果93
实例5 对心直动凸轮机构压力角的计算100
一、凸轮机构压力角的图解101
二、凸轮机构压力角的计算102
三、计算实例103
四、M文件和运算结果104
实例6 凸轮轮廓的设计计算与绘图105
一、基本流程和数学模型106
二、编制M文件使用主要函数和命令的说明107
三、M文件和运行结果107
实例7 共轭平面分度凸轮机构设计112
一、机构主要运动参数分析113
二、凸轮机构主要几何尺寸计算116
三、凸轮轮廓直角坐标值计算118
四、凸轮机构工作情况分析120
五、设计计算实例、M文件和运算结果121
实例8 搅拌机工作头旋轮轨迹分析和仿真131
一、搅拌机的传动系统131
二、内外啮合圆锥齿轮行星传动的运动分析132
三、运动模拟分析的M文件和运算结果133
实例9 V带传动多目标优化设计137
一、V带传动多目标优化设计数学模型138
二、M文件和运算结果140
三、使用最大最小化函数fminimax求解多目标优化问题的讨论142
实例10 齿轮传动的设计计算143
一、齿轮传动设计计算的简化方法143
二、M文件基本流程和主要处理方法144
三、M文件和运算结果145
实例11 齿轮传动参数测定和公法线公差计算151
一、变位齿轮传动参数的测定和计算151
二、斜齿圆柱齿轮公法线长度及其偏差的计算156
实例12 轴系设计计算157
一、齿轮传动设计158
二、转轴的设计计算160
三、圆锥滚子轴承的寿命计算162
四、角接触球轴承的寿命计算164
五、深沟球轴承的寿命计算165
六、M文件和运算结果165
实例13 主轴支承静不定结构的计算174
一、轴承径向反力位置—载荷关系曲线的分段拟合175
二、建立主轴力矩平衡方程176
三、计算主轴前支承的径向反力177
四、计算程序框图178
五、计算实例179
六、M文件和运算结果180
实例14 机械的可靠性分析与设计183
一、机械零件的可靠度计算实例183
二、机械零件的可靠性设计实例184
三、转轴可靠性设计的M文件和运算结果188
实例15 优化设计模型的几何描述192
一、函数曲面、等值线和可行域的几何描述192
二、应用实例192
三、M文件和运行结果194
实例16 人字架结构尺寸的优化设计200
一、建立人字架结构尺寸优化问题的数学模型201
二、选择优化函数202
三、M文件和运算结果203
四、优化问题的几何描述204
实例17 优化设计的分析与计算205
一、求解无约束优化问题206
二、求解约束优化问题207
三、M文件和运算结果209
实例18 多目标优化问题的理想有效解212
一、多目标优化的策略212
二、计算实例和数学模型213
三、M文件的主要特点215
四、M文件和运算结果215
实例19 无心磨削工艺参数的优化218
一、无心磨削工艺参数分析219
二、建立优化设计的数学模型219
三、M文件的主要特点221
四、M文件和运算结果222
五、凑整解处理225
实例20 曲线拟合和多项式拟合226
一、直线拟合226
二、曲线拟合227
三、多项式拟合228
四、计算实例229
五、M文件和运算结果230
参考文献
书摘插图
第1篇MATLAB工程应用基础
MATLAB（Matrix Laboratory，原意是矩阵实验室）由美国MathWorks公司在20世纪80年代中期推出，它的最初版本是一种专门用于矩阵数值计算的数学软件。随着MATlLAB的逐步市场化和功能的扩展与强化，它以其优秀的数值计算能力和卓越的数据可视化能力在数学计算和科技应用中脱颖而出，具有强大的科技计算、图形处理、可视化、开放式和可扩展环境，特别是所附带的几十种面向不同科技应用领域的工具箱支持，已经被广泛地应用于数值分析、信号与图像处理、控制系统设计、通信仿真、工程优化、数学建模和统计分析等领域的计算机辅助设计、分析与应用开发，成为目前市场上强有力的工程问题分析计算和程序设计工具，是工科大学生、研究生和工程技术人员必须掌握的基本工具。
一、MATLAB的主要特点
MAgi、LAB是一种面向科学与工程计算的21世纪科学计算语言，是数值分析和图形处理的基础平台。它包括以下主要模块。
（1）MATLAB Toolbox
MATLAB Toolbox是解决特定领域问题的、开放的、可扩展的函数库。
（2）MATLAB Compiler
MATLAB Compiler可将编写的M文件自动转换成C／C++文件，配合另外一种计算机数学语言MathWorks提供的C／C：++数学库和图形库，可以开发功能强大的独立应用软件。
（3）Simulink．
Simulink是以MATLAB数值分析、图形处理和语言为基础平台，进行具有框图界面和交互仿真能力的非线性动态系统仿真工具。与该模块配合使用的还有Stateflow、Real-TimeWorkshop和Simulink Blockset。Stateflow可以与Simulink框图模型结合描述复杂系统驱动系统的逻辑行为，驱动在不同模式之间进行转换；Real-Time Workshop直接从Simulink框图自动生成C／ADA代码，用于原型和硬件的快速回路仿真；Simulink Blockset是专门为特定领域设计的Simulink功能块的集合。
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