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第1章　现代设计与设计方法概论 1

1.1　设计的概念 1

1.2　现代设计的发展 2

1.3　设计方法的概念 2

1.4　设计方法的发展 3

1.5　现代设计方法与传统设计方法的特点 4

1.6　现代设计方法的意义与任务 5

1.7　科学方法论在设计中的应用 6

1.8　典型设计方法 10

思考题 20

第2章　现代产品设计 22

2.1　产品的概念 22

2.1.1　产品概念的内涵和定义 22

2.1.2　产品概念的形成 23

2.1.3　产品概念的检验 24

2.2　产品的构成 25

2.3　产品设计的目标 26

2.4　产品设计相关因素 27

2.4.1　产品设计的人的因素 28

2.4.2　产品设计的技术因素 30

2.4.3　产品设计的市场和环境因素 31

2.4.4　产品设计的审美因素 35

2.5　产品设计理论与技术的内涵及其体系 45

2.6　产品设计类型 48

2.6.1　开发性设计 48

2.6.2　适应性设计 49

2.6.3　变型设计 50

2.7　产品设计过程 51

2.7.1　产品设计的三个阶段 51

2.7.2　产品设计过程模型 53

思考题 58

第3章　现代设计方法学 60

3.1　概述 60

3.1.1　设计方法学的涵义 60

3.1.2　设计方法学的研究对象 62

3.1.3　现代设计方法学的研究内容 62

3.2　技术系统及其确定 63

3.2.1　技术系统 63

3.2.2　信息集约 64

3.2.3　调研预测 64

3.2.4　可行性报告 65

3.3　系统化设计 66

3.3.1　功能分析 66

3.3.2　功能元求解 67

3.3.3　方案综合 67

3.3.4　设计工具 68

3.4　评价决策 72

3.4.1　评价目标树 72

3.4.2　评分法 74

3.4.3　技术－经济评价法 76

3.4.4　模糊评价法 78

思考题 81

第4章　价值工程 82

4.1　概述 82

4.2　价值工程的工作程序 83

4.3　价值工程的基本概念 84

4.4　价值工程的技术方法 86

4.4.1　选择分析对象的常用方法 86

4.4.2　VE改进对象的分析方法 88

4.4.3　VE成本评价价值的计算方法 90

4.4.4　功能评价方法 90

4.4.5　创造改进方案的方法 92

4.5　提高产品性能的原则和措施 93

4.5.1　产品功能的定义 93

4.5.2　功能整理 94

4.5.3　功能评价 95

4.6　降低产品成本的原则和途径 95

4.7　成本估算 96

思考题 97

第5章　人—机—环境的系统观与系统化设计 98

5.1　人—机—环境的系统观 98

5.1.1　人—机—环境大系统的组成与运行 98

5.1.2　功能分配 99

5.1.3　人的生理和心理因素 100

5.1.4　环境因素和可持续发展 107

5.2　系统化设计 113

5.2.1　系统化设计的概念 113

5.2.2　系统化设计的方法和步骤 114

5.2.3　系统化设计的展望 114

5.2.4　系统化设计的内容和关键技术 115

5.3　产品规划 115

5.4　功能原理方案 116

5.4.1　功能设计的概念 116

5.4.2　功能设计的步骤 117

5.4.3　功能分析 117

5.4.4　寻求作用原理 118

5.5　结构方案 118

5.6　评价与决策 119

5.7　面向生态环境的绿色设计理论与方法 120

5.7.1　绿色设计产生的背景 120

5.7.2　绿色产品与绿色设计 121

5.7.3　绿色设计特点与方法 122

5.7.4　绿色设计主要内容和关键技术 123

5.7.5　绿色设计与制造的发展 125

思考题 126

第6章　优化设计 127

6.1　概述 127

6.1.1　优化设计基本概念 127

6.1.2　优化设计的发展及应用 127

6.1.3　最优化设计技术的现状与未来 128

6.1.4　传统设计与优化设计 129

6.1.5　优化设计的数学模型 130

6.1.6　优化设计的分类 131

6.1.7　常用优化方法及其软件应用 131

6.2　一维搜索 133

6.2.1　基本概念 133

6.2.2　迭代算法及终止准则 135

6.2.3　黄金分割法的原理及计算步骤 135

6.2.4　二次插值法的原理及计算步骤 137

6.3　无约束优化算法 140

6.3.1　基本概念 140

6.3.2　无约束优化算法的特点 140

6.3.3　共轭方向法 140

6.3.4　梯度法 142

6.3.5　牛顿法 144

6.4　约束优化算法 145

6.4.1　基本概念 145

6.4.2　复合形法 147

6.4.3　惩罚函数法 152

6.5　其它优化问题 156

6.5.1　动态多变量优化 156

6.5.2　模糊优化 156

6.5.3　多目标优化 157

6.6　工程实例 159

思考题 161

第7章　可靠性设计 163

7.1　概述 163

7.1.1　可靠性的概念 163

7.1.2　可靠性设计特点 164

7.1.3　可靠性设计的应用 164

7.1.4　可靠性设计中常用的特征量（指标） 165

7.1.5　可靠性设计的基本理论 168

7.1.6　机械可靠性和电子可靠性 174

7.1.7　通用的可靠性设计分析方法 175

7.1.8　电子设备可靠性设计方法 179

7.1.9　机械可靠性设计方法 181

7.1.10　软件可靠性 182

7.2　应力－强度干涉模型和零部件的可靠性设计 183

7.2.1　应力－强度干涉模型 183

7.2.2　可靠度的计算 185

7.2.3　零部件的可靠性设计 186

7.3　系统的可靠性设计 187

7.3.1　系统逻辑图 187

7.3.2　系统的可靠性预测 190

7.3.3　系统的可靠度分配 190

7.4　机械系统的故障树分析 191

7.4.1　基本概念 191

7.4.2　故障树的建立 192

7.4.3　故障树的定性分析 194

7.4.4　故障树的定量分析 195

7.5　可靠性试验概况 195

7.6　安全设计 199

7.6.1　概述 199

7.6.2　安全设计的基本程序和方法 200

7.6.3　安全设计风险评价 201

7.6.4　结构安全设计 202

7.6.5　安全设计的展望 205

7.7　健壮设计 205

7.7.1　概述 205

7.7.2　健壮设计原理 206

7.7.3　机械系统的稳健设计 208

7.8　设计试验技术 209

7.8.1　设计试验技术概述 209

7.8.2　产品的可靠性试验 209

7.8.3　产品环保性能试验与控制 211

7.8.4　仿真试验与虚拟试验 214

思考题 214

参考文献 216