现代设计理论与方法 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1现代设计 1

1.1.1设计及其内涵 1

1.1.2设计发展的基本阶段 2

1.1.3现代设计与传统设计 3

1.2现代设计理论和方法的主要内容及特点 4

1.2.1现代设计理论和方法的主要内容 4

1.2.2现代设计方法的特点 5

1.3现代产品的设计类型及进程 5

1.3.1现代产品的特点与设计要求 5

1.3.2现代产品的设计类型及进程 6

1.4学习现代设计方法的意义和任务 8

习题 9

第2章 优化设计 10

2.1概述 10

2.1.1优化设计基本概念 10

2.1.2优化设计的数学模型 11

2.1.3优化问题的分类 18

2.1.4优化设计的迭代算法 18

2.2优化方法的数学基础 20

2.2.1二次型与正定矩阵 20

2.2.2函数的方向导数和梯度 22

2.2.3多元函数的泰勒近似展开式和海森矩阵 25

2.2.4无约束优化问题的极值条件 26

2.2.5约束优化问题的极值条件 27

2.3一维优化方法 30

2.3.1搜索区间的确定 30

2.3.2黄金分割法 32

2.3.3二次插值法 34

2.4多维无约束优化方法 37

2.4.1坐标轮换法 37

2.4.2鲍威尔法 38

2.4.3梯度法 44

2.4.4牛顿法 45

2.4.5变尺度法 46

2.5约束优化方法 51

2.5.1复合形法 52

2.5.2惩罚函数法 57

2.6多目标优化方法 63

2.6.1线性加权组合法 64

2.6.2功效系数法 65

2.6.3主要目标法 66

2.7智能优化算法 66

2.7.1遗传算法 66

2.7.2粒子群优化算法 72

2.7.3免疫算法 76

2.8工程优化设计应用 80

2.8.1工程优化设计的一般步骤 80

2.8.2工程优化设计实例 81

习题 91

第3章 可靠性设计 93

3.1概述 93

3.1.1可靠性科学的发展 93

3.1.2可靠性的概念及特点 93

3.1.3可靠性设计的基本内容 94

3.2可靠性设计常用指标 95

3.3可靠性设计中常用分布函数 101

3.4机械强度可靠性设计 107

3.4.1应力-强度分布干涉理论 109

3.4.2零件强度可靠度的计算 111

3.4.3零件强度分布规律及分布参数的确定 112

3.4.4零件工作应力分布规律及分布参数的确定 113

3.4.5强度可靠性计算条件式与许用可靠度 114

3.4.6机械零部件强度可靠性设计的应用 115

3.5疲劳强度可靠性分析 117

3.5.1疲劳曲线 117

3.5.2等幅变应力作用下零件的疲劳寿命及可靠度 120

3.5.3不稳定应力作用下零件的疲劳寿命 121

3.5.4承受多级变应力作用的零件在给定寿命时的可靠度 122

3.6系统可靠性设计 124

3.6.1元件可靠性预测 124

3.6.2系统可靠性预测 125

3.6.3系统可靠性分配 129

习题 132

第4章 计算机辅助设计 134

4.1概述 134

4.2 CAD系统 136

4.2.1 CAD系统的硬件 136

4.2.2 CAD系统的软件 138

4.2.3 CAD系统的形式 141

4.2.4 CAD系统的功能 141

4.3工程数据的处理方法及CAD程序编制 142

4.3.1数表的分类及存取 142

4.3.2线图的分类及处理 145

4.3.3列表函数表的插值算法 149

4.3.4数据的公式拟合方法 154

4.3.5数据文件及其应用 156

4.4机械工程数据库的创建与应用 157

4.4.1数据库与数据库管理系统 157

4.4.2关系数据库管理系统应用实例简介 158

4.4.3工程数据库 159

4.5计算机图形处理与三维造型 159

4.5.1计算机绘制工程图的常用方法 159

4.5.2坐标系 160

4.5.3二维图形的几何变换 161

4.5.4三维造型 166

4.6专用机械CAD系统的开发及应用 168

4.6.1二维CAD软件的二次开发技术 169

4.6.2三维CAD软件的二次开发技术 170

习题 173

第5章 有限元法 176

5.1概述 176

5.2单元特性的推导方法 178

5.2.1单元划分方法及原则 178

5.2.2单元特性的推导方法 180

5.3有限元法的工程应用 188

5.3.1有限元法的解题步骤 188

5.3.2计算实例 192

5.4有限元软件简介 195

习题 197

第6章 工业造型设计 199

6.1概述 199

6.1.1工业造型设计的基本内容与基本要素 199

6.1.2产品造型设计的原则 200

6.1.3产品造型的美学内容 200

6.1.4产品造型设计的程序 201

6.2造型基础与美学法则 202

6.2.1形态要素及其视觉结果 202

6.2.2产品造型的美学法则 205

6.3人机工程学简介 209

6.3.1人体结构尺寸与造型尺度 210

6.3.2视觉特征与显示器设计 211

6.3.3控制器的选择与设计 212

6.3.4控制台板设计 213

6.4产品的色彩设计 214

6.4.1色彩的基本知识 214

6.4.2产品色彩设计 217

6.5计算机辅助工业设计（CAID） 218

6.5.1计算机辅助工业设计（CAID）常用的软件 218

6.5.2三维软件制作产品模型实例 219

习题 220

第7章 反求工程设计 221

7.1概述 221

7.2反求工程设计的基本内容及原理 225

7.2.1反求工程设计的基本内容及类型 225

7.2.2反求工程设计的基本原理 227

7.3相似理论及相似设计方法简介 229

7.3.1相似理论简介 229

7.3.2相似设计方法 234

7.4反求工程的原理与方法 236

7.4.1设计反求 236

7.4.2材料反求 238

7.4.3工艺反求 238

习题 238

第8章绿色设计 240

8.1概述 240

8.2绿色技术 241

8.2.1绿色产品 242

8.2.2绿色制造 244

8.3绿色设计的内容和方法 245

8.3.1绿色设计的内容 245

8.3.2绿色设计方法 247

8.3.3绿色设计的材料选择 250

8.3.4绿色设计的关键技术 251

8.3.5绿色设计评价 251

8.3.6绿色设计的效益和应用分析 254

习题 255

第9章 动态设计 257

9.1概述 257

9.2动态设计的有关概念和基本原理 258

9.3轴类部件的动态分析和设计 262

9.3.1轴类部件的动态分析 262

9.3.2轴类部件的动态设计 264

习题 267

第10章 系统化设计法和创新设计 268

10.1概述 268

10.2系统化设计法 269

10.2.1技术过程及技术系统 269

10.2.2功能分析法 270

10.2.3系统化设计法设计应用举例 275

10.3创新设计 277

10.3.1创造力和创造过程 277

10.3.2创新思维及其特点和类型 278

10.3.3创新技法 280

习题 283

第11章 并行设计 284

11.1概述 284

11.1.1并行设计的概念 284

11.1.2并行设计思想的演化 289

11.1.3并行设计的技术特点及内涵 290

11.2并行设计的关键技术 292

11.3并行设计的工程应用研究 295

习题 301

第12章 摩擦学设计 302

12.1概述 302

12.2金属表面的摩擦和磨损 303

12.2.1金属表面特性 303

12.2.2摩擦 304

12.2.3磨损 308

12.2.4机械零部件的典型磨损过程 311

12.3摩擦学设计中的减摩和耐磨材料的选择 312

12.3.1减摩材料的设计与选择 312

12.3.2摩阻材料的设计与选择 315

12.3.3耐磨材料的选择 317

12.3.4表面耐磨强化处理 318

12.4润滑和润滑系统设计 321

12.4.1摩擦副间的基本润滑状态 321

12.4.2流体动压润滑原理及动压滑动轴承的设计 323

12.4.3润滑材料 333

12.4.4润滑系统设计 336

12.5摩擦学系统的监测与诊断技术 338

习题 340

参考文献 342