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第一篇 产品设计篇 3

第1章 产品设计基础 3

1.1 概述 3

1.1.1 产品设计的产生背景 3

1.1.2 产品设计的定义与内涵 3

1.1.3 产品设计的目的与重要性 4

1.2 产品设计过程 4

1.2.1 产品设计类型 5

1.2.2 产品设计原则 5

1.2.3 产品设计过程 6

1.3 产品设计任务 8

1.3.1 设计任务的依据与步骤 8

1.3.2 调查研究 8

1.3.3 产品开发可行性分析 9

1.3.4 产品设计任务书（设计要求明细表） 10

1.4 基于功能的产品方案设计 12

1.4.1 方案设计的任务与步骤 12

1.4.2 主要设计问题的抽象 12

1.4.3 功能结构的建立与分析 14

1.5 设计方案的评价 26

1.5.1 方案评价的内容 27

1.5.2 方案评价的目标 27

1.5.3 方案评价的方法 29

习题 37

参考文献 37

第2章 创新设计基础 38

2.1 概述 38

2.1.1 创新设计的意义 38

2.1.2 创新设计的内涵 38

2.2 创造力和创造过程 39

2.2.1 工程技术人员创造力开发 39

2.2.2 创造发明过程分析 40

2.3 创新思维的基本方法 40

2.3.1 创新思维的基本分类 40

2.3.2 创新思维的活动方式 41

2.4 创新法则与技法 41

2.4.1 创新法则 41

2.4.2 创新技法 42

2.5 创新成功案例 46

习 题 47

参考文献 47

第二篇 TRIZ理论篇 51

第3章 TRIZ理论概述 51

3.1 TRIZ理论的定义 51

3.1.1 TRIZ：发明问题解决理论 51

3.1.2 TRIZ方法论 52

3.2 TRIZ理论的思维方式 53

3.2.1 发明理论的发明 53

3.2.2 创新思维的障碍 54

3.2.3 TRIZ理论思想 56

3.3 经典TRIZ理论 57

3.3.1 经典TRIZ理论的建立 57

3.3.2 经典TRIZ理论的结构 61

3.4 TRIZ理论的新发展 62

3.5 创新案例 63

习 题 64

参考文献 64

第4章 技术系统与资源分析 66

4.1 技术系统的基本内容 66

4.1.1 技术系统的定义 66

4.1.2 技术系统的功能 66

4.1.3 技术系统的分析方法 67

4.2 技术系统进化法则 72

4.2.1 阿奇舒勒与技术系统进化论 72

4.2.2 8大技术系统进化法则 73

4.2.3 技术系统进化法则的应用 78

4.3 TRIZ中解决问题的资源 80

4.3.1 资源的概念 80

4.3.2 资源的类型 80

4.3.3 资源的寻找与利用 81

4.4 最终理想解 83

4.4.1 TRIZ中的理想化 83

4.4.2 理想化的方法与设计 84

4.4.3 最终理想解的确定 85

习 题 86

参考文献 87

第5章 问题的解决方法 88

5.1 技术系统中的矛盾 88

5.1.1 矛盾的定义 88

5.1.2 矛盾的类型 88

5.1.3 不同矛盾类型间的关系 89

5.2 发明原理和矛盾矩阵 90

5.2.1 40个发明原理 90

5.2.2 39个通用工程参数与矛盾矩阵 90

5.2.3 阿奇舒勒矛盾矩阵的使用 93

5.2.4 物理矛盾和分离原理 94

5.3 物—场分析法 97

5.3.1 物—场分析简介 97

5.3.2 物—场分析的一般解法 99

5.3.3 物—场分析的应用 99

5.4 发明问题标准解法 100

5.4.1 标准解法的概述 100

5.4.2 标准解法的详解 101

5.4.3 标准解法的应用 116

5.5 发明问题解决算法（ARIZ） 118

5.5.1 ARIZ概述 118

5.5.2 ARIZ的求解步骤 118

5.5.3 发明Meta-算法 128

5.6 创新案例 130

习 题 149

参考文献 151

第三篇 设计方法篇 155

第6章 优化设计方法 155

6.1 优化设计的基本知识 155

6.1.1 优化设计发展概述 155

6.1.2 优化设计的数学基础 156

6.1.3 优化设计的关键技术 159

6.1.4 优化设计的基本过程 161

6.2 优化设计问题分类 162

6.2.1 按照目标函数分类 162

6.2.2 按照设计变量分类 165

6.2.3 按照约束条件分类 170

6.3 优化设计问题的一般求解方法 171

6.3.1 满应力法 171

6.3.2 最速下降法 176

6.3.3 牛顿型方法 178

6.3.4 共轭方向法 180

6.3.5 惩罚函数法 182

6.3.6 随机方向搜索法 185

6.3.7 单纯形法 187

6.3.8 二次规划法 190

6.4 优化设计问题的智能求解方法 192

6.4.1 遗传算法 192

6.4.2 粒子群优化算法 195

6.4.3 蚁群算法 197

6.4.4 禁忌搜索算法 200

习 题 203

参考文献 204

第7章 机械动态设计 205

7.1 机械动态设计概述 205

7.1.1 机械动态设计的意义 205

7.1.2 机械动态设计的含义 205

7.1.3 机械动态设计的主要内容与关键技术 205

7.2 机械结构振动基础 206

7.2.1 机械振动的含义与分类 206

7.2.2 振动分析的一般步骤 208

7.2.3 单自由度系统的振动 209

7.2.4 多自由度系统的振动 214

7.2.5 非线性系统的振动 218

7.3 机械结构动力分析建模方法 220

7.3.1 概述 220

7.3.2 有限元建模方法 221

7.3.3 实验模态分析建模方法 226

7.4 机械结构动力修改和动态优化设计 235

7.4.1 概述 235

7.4.2 结构动力修改的准则 236

7.4.3 结构动力修改的动特性预测方法 239

7.4.4 结构动力修改的工程应用 242

7.5 振动的控制与利用 246

7.5.1 概述 246

7.5.2 振源抑制 246

7.5.3 隔振 247

7.5.4 减振 249

7.5.5 振动的主动控制 252

7.5.6 振动的利用 254

习 题 256

参考文献 257

第8章 绿色设计与评价 258

8.1 绿色产品和绿色设计 259

8.1.1 绿色产品 259

8.1.2 绿色基准产品 260

8.1.3 绿色设计技术与市场 260

8.2 绿色设计与制造 262

8.2.1 绿色设计与传统设计 262

8.2.2 绿色设计的定义 263

8.2.3 绿色设计评价指标体系 266

8.2.4 产品类型和绿色设计决策 268

8.3 绿色设计与制造工具 270

8.3.1 非软件类工具 271

8.3.2 软件类工具 275

8.3.3 绿色设计与制造系统集成 279

习 题 281

参考文献 281