绪言 1
第1篇 现代设计哲学 2
1 创造与设计思维原理和方法学 2
1．1 创新思维与方法 2
1．1．1 直觉思维与逻辑思维 2
1．1．2 创新思维机制 3
1．1．3 创新的外部因素与思维法则 4
1．1．4 创造活动的组织科学 9
1．1．5 人的创造力 10
1．2 基于功能的设计思维 11
1．2．1 系统 11
1．2．2 功能的分类 13
1．2．3 功能分析 14
1．2．4 功能综合 15
1．2．5 功能评价 17
1．2．6 基于功能的设计思维 19
1．3 基于产品寿命周期的设计思维 22
1．3．1 产品的市场寿命周期 23
1．3．2 产品的全寿命周期 24
1．4 基于过程的设计思维 25
1．4．1 设计任务的类型和进程 25
1．4．2 设计任务的形成与决策 28
1．4．3 方案设计 37
1．4．4 技术设计与施工设计 43
2 人-机-环境与大系统观 45
2．1 “人-机-环境”大系统的组成与运行 45
2．1．1 “人-机-环境”大系统的构成 45
2．1．2 “人-机-环境”大系统的运行 47
2．2．1 子系统能力的分析 48
2．2 功能分配 48
2．2．2 功能分配原则 51
2．3 人的生理和心理因素 52
2．3．1 人的生理因素 52
2．3．2 人的心理因素 54
2．3．3 人的行为 57
2．4 环境因素和可持续发展观 59
2．4．1 可持续发展战略的提出 60
2．4．2 产品全生命周期中的可持续发展观 62
2．4．3 可持续发展的评估 64
3 摩擦学设计准则与方法 68
3．1 机械中的摩擦学问题 68
第2篇 现代机械设计准则与方法 68
3．2 摩擦表面 72
3．2．1 表面分子与原子力 72
3．2．2 表层结构 73
3．2．3 表面形貌 76
3．2．4 表面接触 85
3．3 摩擦与摩擦设计 87
3．3．1 摩擦形成机理及影响因素 87
3．3．2 减摩设计 92
3．4 磨损与抗磨设计 99
3．4．1 磨损机理 99
3．4．2 磨损类型与抗磨设计 100
3．5 流体动力润滑设计 112
3．5．1 雷诺方程式 113
3．5．2 静载液体动力润滑设计 116
3．5．3 动载液体动力润滑设计 120
3．5．4 弹性流体动力润滑设计 124
3．5．5 静载气体动力润滑 128
3．6 流体静力润滑设计 129
4 可靠性设计准则与方法 134
4．1 可靠性设计发展过程 134
4．2 可靠性定义及指标的量化 135
4．2．1 可靠性定义 135
4．2．2 可靠性指标的量化——可操作性 135
4．3 可靠性的数学模型 141
4．4 系统可靠性的综合与分解 143
4．6 可靠性仿真与试验 156
4．6．1 可靠性仿真 156
4．5 可靠性最优化 156
4．6．2 可靠性试验 157
5 人机工程学设计准则与方法 159
5．1 基于人体感觉器官的人机界面设计 159
5．1．1 人体的感觉器官及其特性 159
5．1．2 感觉的选择 166
5．1．3 显示设计 167
5．2 基于人体形态学的人机界面设计 169
5．2．1 人体的姿态 170
5．2．2 人体的几何参数 172
5．2．3 人体的动态测量 178
5．2．4 几何界面设计 181
5．3 基于人体力学的人机界面设计* 187
5．3．1 肢体动作与操作力 187
5．3．2 动作的灵活性 189
5．3．3 作业姿势 190
5．3．4 操纵与控制装置设计 192
5．4 基于人-计算机(HC)界面的人机工程学设计 196
5．4．1 HC 界面技术在人机工程学设计中的地位及发展 196
5．4．2 HC 界面设计的基本概念和特性 197
5．4．3 HC 界面的设计准则 200
5．4．4 HC 界面模型和描述方法 201
5．4．5 HC 界面的设计和开发工具 202
5．4．6 智能化人机界面 204
6 工业设计准则与方法 215
6．1 工业设计概述 215
6．2 技术美学与造型的美学原则 217
6．2．1 比例与尺度 218
6．2．2 均衡与稳定 220
6．2．3 统一与变化 221
6．3 造型中的色彩问题 223
6．3．1 色彩的基础知识 223
6．3．2 色彩体系 224
6．3．3 色彩的对比与调和 226
6．3．4 色彩的功能 226
6．4 造型中的肌理问题 228
6．4．1 肌理 228
6．4．2 肌理效果及传递模式 229
6．4．3 肌理的功能 229
6．5 机械产品的造型设计 230
6．5．1 机械产品造型设计的特征 230
6．5．3 机械产品造型设计中美学原则的运用 231
6．5．2 造型设计的程序及内容 231
6．5．4 机械产品的色彩设计 237
6．5．5 设计案例分析 238
7 绿色产品设计 241
7．1 环境污染对产品设计的挑战 241
7．2 绿色产品设计的基本概念和设计原则 242
7．2．1 绿色产品设计的定义 242
7．2．2 绿色产品的设计原则 244
7．2．3 绿色产品设计中的材料选择 245
7．3 绿色产品设计的基本方法和工具 245
7．3．1 面向再生的设计方法 246
7．3．2 面向拆卸的设计方法 248
7．3．3 绿色产品设计的评价工具 250
7．4 绿色产品设计的展望 251
8．1 建模技术 254
8．1．1 优化设计的基本概念 254
第3篇 现代机械设计中的广义优化 254
8 参数优化 254
8．1．2 数值迭代方法和收敛条件 257
8．1．3 建模中需注意的几个问题 258
8．2 一维搜索方法 260
8．3 无约束优化算法 262
8．4 约束优化算法 266
8．5 商品化软件的特点与应用 268
8．5．1 通用优化软件的共同特点 268
8．5．2 通用优化设计软件的应用介绍 269
8．5．3 机械优化设计实例 269
9．1 材料使用的优化 274
9 机械结构设计的优化 274
9．2 结构的加工工艺性优化 277
9．2．1 结构的铸造工艺性优化 277
9．2．2 结构的锻造工艺性优化 281
9．2．3 结构的冲压工艺性优化 281
9．2．4 结构的焊接工艺性优化 284
9．2．5 结构的机械加工工艺性优化 288
9．3 结构的装配与拆卸工艺性优化 295
9．4 力学设计的优化 298
9．5 健壮设计 301
10 产品总体设计的优化 305
10．1 目标与过程 305
10．2．1 从技术角度选择优化对象 306
10．2 优化对象的确定 306
10．2．2 从经济角度选择优化对象 307
10．2．3 从市场分析角度选择优化对象 309
10．2．4 功能评价指数法 309
10．3 总体设计的评价与决策 312
10．3．1 评分法 313
10．3．2 技术经济评价法 314
10．3．3 模糊评价法 316
10．4 总体方案优化实例 320
11 遗传算法概述 324
11．1 遗传算法的概貌 324
11．2 单纯型遗传算法 325
11．2．1 假想生物和其环境的设定 325
11．2．2 单纯型遗传算法的计算流程 326
11．2．3 单纯型遗传算法的特征 329
11．3 谢马塔(Schemata)定理 330
11．4 遗传算法的有关操作规则和方法 331
11．4．1 淘汰，增殖规则的扩充 331
11．4．2 交叉操作的扩充 333
11．4．3 突然变异规则的扩充 334
11．4．4 引入适应度的定标 334
11．5 遗传算法的应用实例 335
11．5．1 非线性强制振动解的GA解法例 335
11．5．2 确定桁架结构的相位 340
第4篇 现代设计与制造技术 346
12 计算机辅助设计 346
12．1 计算机辅助设计概述 346
12．2 计算机辅助设计的基本概念 347
12．3．1 计算机辅助设计系统的硬件支撑环境 349
12．3 计算机辅助设计系统的支撑环境 349
12．3．2 计算机辅助设计系统的软件支撑环境 352
12．4 专家系统CAD 353
12．4．1 专家系统概述 353
12．4．2 概念设计阶段的专家系统CAD 354
12．4．3 概念设计的专家系统应用 355
12．5 几何模型的建立 355
12．5．1 计算机辅助几何造型 355
12．5．2 一般CAD系统三维设计的主要功能 360
12．6 计算机辅助工程分析 362
12．6．1 有限元分析 362
12．6．2 模态分析 363
12．6．3 机构分析 363
12．7 详细设计 364
12．8．1 数据模型 365
12．8 设计过程的数据管理 365
12．8．2 数据库管理系统 366
12．8．3 工程数据库 366
12．9 面向制造的设计 367
12．9．1 DFM的基本原理和规则 368
12．9．2 计算机辅助DFM设计 369
12．10 虚拟现实与CAD 370
12．11 计算机辅助设计技术的发展趋势 371
12．12 国外著名的CAD/CAM软件及其功能 372
13 先进机械制造技术 374
13．1 先进机械制造技术概述 374
13．2 现代机械制造工艺 376
13．2．2 超精密加工技术 377
13．2．1 超高速切削、磨削技术 377
13．2．3 微细与超微细加工 378
13．2．4 快速原型制造技术 379
13．3 柔性生产设备和系统 381
13．3．1 柔性生产设备 382
13．3．2 柔性制造单元与柔性制造系统 394
13．4 计算机集成制造 396
13．4．1 CAD/CAM 396
13．4．2 CIMS 404
13．5 制造资源计划与精益生产 405
13．5．1 制造资源计划(MRP-Ⅱ) 405
13．5．2 精益生产 410
13．6 敏捷制造 415