第一章 绪论 1
第一节 现代设计 1
一、设计的概念 1
二、现代设计的概念 1
三、现代设计的特点 1
第二节 机械产品设计 3
一、现代机械 3
二、新产品开发 3
三、机械产品设计的三个阶段 3
四、机械产品设计的一般进程 5
第三节 部分现代设计方法简介 7
一、价值工程 7
二、工业产品艺术造型设计 8
三、人机工程 8
四、并行工程 8
五、模块化设计 9
六、相似性设计 9
七、摩擦学设计 9
八、三次设计 10
九、反求工程设计 10
习题 12
参考文献 12
第二章 设计方法学 13
第一节 概述 13
一、设计方法学的涵义 13
二、设计方法学的研究对象 13
第二节 技术系统及其确定 13
一、技术系统 13
二、信息集约 15
三、调研预测 15
四、可行性报告 16
第三节 系统化设计 16
一、功能分析 16
二、功能元求解 16
三、方案综合 17
四、设计工具 18
第四节 评价决策 21
一、评价目标树 21
二、评分法 22
三、技术—经济评价法 23
四、模糊评价法 24
第五节 创新思维与技法 26
一、创造力开发 26
二、创新思维 26
三、创新技法 27
第六节 设计实例 29
一、现代设计的目标 29
二、设计实例——专门化数控磨床方案设计 30
习题 35
参考文献 35
第三章 优化设计 36
第一节 概述 36
一、优化设计的发展及应用 36
二、传统设计与优化设计 36
三、优化设计的数学模型 37
四、优化设计的分类 39
第二节 一维搜索 39
一、迭代算法及终止准则 39
二、一维搜索 40
第三节 无约束优化算法 45
一、共轭方向法 45
二、梯度法 46
三、共轭梯度法 47
四、牛顿法 48
五、变尺度法（DFP变尺度法） 49
六、小结 50
第四节 约束优化算法 52
一、复合形法 52
二、惩罚函数法 54
第五节 应用实例 57
一、OPB-1程序库概述 57
二、OPB程序库的使用 58
三、优化设计实例 61
习题 62
参考文献 63
第四章 可靠性设计 64
第一节 概述 64
一、可靠性的概念和设计特点 64
二、可靠性设计中常用的特征量 64
第二节 应力——强度干涉模型和零部件的可靠性设计 67
一、应力——强度干涉模型 67
二、可靠度的计算 67
三、零部件的可靠性设计 68
第三节 系统的可靠性设计 74
一、系统逻辑图 74
二、系统的可靠性预测 74
三、系统的可靠性分配 75
第四节 机械系统的故障树分析 76
一、基本概念 76
二、故障树的建立 79
三、故障树的定性分析 79
四、故障树的定量分析 80
第五节 可靠性试验概况 80
一、寿命试验 80
二、筛选试验 80
三、环境试验 80
四、现场使用试验 81
第六节 应用实例 81
习题 84
参考文献 86
第五章 有限元法 87
第一节 概述 87
一、有限元法的基本思想 87
二、有限元法的应用 89
第二节 有限元法的基本步骤 91
一、引例 91
二、有限元法的基本步骤 96
三、总刚度矩阵的特性 99
第三节 、二维线弹性问题 100
一、单元划分 101
二、形函数 102
三、单元方程 104
四、实现等参变换的条件 105
第四节 有限元程序的应用 106
一、前处理 106
二、有限元分析 109
三、后处理 109
习题 110
参考文献 111
第六章 机械动态设计 112
第一节 概述 112
第二节 理论建模方法 112
一、有限元建模法 112
二、单元的动力学方程 112
三、建立整体结构的动力学方程 113
四、边界条件处理 115
五、特征值问题的求解 115
六、应用实例 116
第三节 传递矩阵建模法 117
一、用传递矩阵法分析轴的横向振动 118
二、计算固有频率和主振型 120
三、应用实例 121
第四节 实验建模方法 123
一、机械阻抗与频响函数 123
二、振动系统频率响应函数图示法 125
三、传递函数测量的模态分析 127
四、不同激励方式的选用 128
五、实模态和复模态的参数识别 128
六、应用实例 129
第五节 机械结构动力修改 129
一、结构动力修改准则 129
二、应用应例 130
习题 133
参考文献 134
第七章 计算机辅助设计（CAD） 135
第一节 概述 135
一、CAD的概念 135
二、CAD系统的功能 136
三、CAD的工作过程 136
四、CAD的特点 136
五、CAD的发展趋势 137
第二节 CAD系统的组成原理 137
一、CAD系统的硬件 137
二、CAD系统的软件 140
三、CAD系统的类型及系统选择 141
第三节 工程数据的计算机处理 141
一、数据组成 142
二、数据公式化 142
三、数据结构 143
四、工程数据库及其管理系统 146
第四节 图形生成与变换 147
一、坐标系、窗口与视区、图形剪裁 147
二、几何造型 148
三、二维图形变换 150
四、三维图形变换 152
第五节 应用实例 152
一、设计内容及要求 152
二、CAD系统选择 152
三、系统设计 154
四、结构模块设计 154
五、软件接口设计 155
习题 155
参考文献 156
第八章 人工神经元计算方法 157
第一节 概述 157
一、什么是人工神经元计算 157
二、人工神经元计算的特点 159
三、人工神经元计算的应用 159
第二节 反向传播网络 160
一、网络结构 160
二、网络运算与传递函数 161
三、误差反向传播 162
四、网络训练与测试 163
五、小结 164
第三节 应用实例 164
一、人工神经元计算在金属成形中的应用（介面摩擦与材料流动应力的测定） 164
二、人工神经元计算在机器人学中的应用（运动误差补偿） 166
习题 168
参考文献 168
第九章 工程遗传算法 169
第一节 概述 169
一、什么是遗传算法 169
二、遗传算法的特点 169
三、遗传算法的应用 170
第二节 简单遗传算法 170
一、遗传算法的基本算子 170
二、遗传算法的一个简单算例 172
三、遗传算法的数学描述 173
四、参数编码与满足度函数 174
第三节 遗传算法的理论基础 175
一、纲的术语 175
二、纲的定理 175
第四节 应用实例 177
一、桁架结构优化 177
二、冗余机器人的运动学反向解 178
习题 179
参考文献 179
第十章 智能工程 180
第一节 概述 180
一、智能工程的定义 180
二、智能工程的基本概念和原则 180
三、智能工程的研究内容和方法 180
四、智能工程与人工智能、专家系统的区别与联系 182
五、智能工程语言及环境 182
第二节 知识获取及表达 183
一、知识的概念 183
二、知识获取 184
三、知识表述 186
第三节 知识的运用 187
一、知识的推理 187
二、推理实现的基本方法 188
三、推理机的设计 188
四、元推理机的设计 189
第四节 专家系统的结构 189
一、基本结构 189
二、元知识系统结构 190
三、元知识在专家系统中的应用 191
四、专家系统的类型 191
第五节 应用实例 192
一、智能工程在齿轮减速箱设计专家系统（GBES）中的应用 192
二、功能模块 192
三、GBES系统结构 193
四、GBES的主要功能特点 193
习题 193
参考文献 194