本書主要介紹了工程設(shè)計中較為成熟且已獲得廣泛應(yīng)用的5種現(xiàn)代設(shè)計方法。它們是優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、有限元法和工業(yè)造型設(shè)計。同時，鑒于當(dāng)前社會對節(jié)能、環(huán)保、低碳產(chǎn)品設(shè)計的需要，書中還對創(chuàng)新設(shè)計、系統(tǒng)化設(shè)計、綠色設(shè)計、并行設(shè)計、動態(tài)設(shè)計和反求工程設(shè)計等6種現(xiàn)代設(shè)計方法進(jìn)行了概況性介紹。
本書是根據(jù)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的《現(xiàn)代設(shè)計方法課程教學(xué)大綱》的要求編寫的。
科學(xué)技術(shù)的日新月異，特別是計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為工程設(shè)計提供了日臻完善的手段，由此應(yīng)運而發(fā)展的現(xiàn)代設(shè)計方法及技術(shù)在工程設(shè)計中得到廣泛的推廣和應(yīng)用，使傳統(tǒng)設(shè)計方法正在被淡化、更新或替代。為使高等工科院校的學(xué)生和有關(guān)技術(shù)人員能熟悉和掌握現(xiàn)代設(shè)計方法中若干基本方法，本書主要介紹了目前應(yīng)用成熟的5種常用方法。它們是優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、有限元法及工業(yè)造型設(shè)計。同時，鑒于當(dāng)前社會對節(jié)能、環(huán)保、低碳產(chǎn)品設(shè)計的需要，本書還對創(chuàng)新設(shè)計、系統(tǒng)化設(shè)計、綠色設(shè)計、并行設(shè)計、動態(tài)設(shè)計和反求工程設(shè)計等6種現(xiàn)代設(shè)計方法進(jìn)行了概況性介紹。本書從實用角度闡述了這些方法的基本概念、基本理論和基本方法�？梢韵嘈�，隨著現(xiàn)代設(shè)計方法的廣泛應(yīng)用，必將為我國的現(xiàn)代化建設(shè)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，提供更豐富、更優(yōu)質(zhì)、更安全、更方便、更環(huán)保的產(chǎn)品，在提高我國工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期，推動設(shè)計工作的現(xiàn)代化、科學(xué)化等方面將發(fā)揮重大作用。
本書具有以下幾方面的特點：
1）書中重點介紹的5種方法體現(xiàn)了現(xiàn)代設(shè)計方法的主要特征.是進(jìn)行現(xiàn)代設(shè)計必不可少的基本方法。因此，通過重點學(xué)習(xí)和掌握這些方法能獲得從事產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計所需的基本理論和技能。
第1章 緒論
1.1 現(xiàn)代設(shè)計概述
1.1.1 設(shè)計發(fā)展的基本階段
1.1.2 現(xiàn)代設(shè)計的特點
1.2 現(xiàn)代設(shè)計方法的主要內(nèi)容
1.3 學(xué)習(xí)現(xiàn)代設(shè)計方法的意義及任務(wù)
習(xí)題
第2章 優(yōu)化設(shè)計
2.1 優(yōu)化設(shè)計概論
2.1.1 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型
2.1.2 優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型求解的數(shù)值迭代法
2.2 優(yōu)化方法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
2.2.1 多元函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)和梯度
2.2.2 多元函數(shù)的泰勒展開式和黑塞矩陣
2.2.3 多元函數(shù)的極小點存在條件
2.3 一維搜索方法
2.3.1 確定初始區(qū)間的進(jìn)退法
2.3.2 黃金分割法
2.3.3 二次插值法
2.4 多維無約束優(yōu)化方法
2.4.1 坐標(biāo)輪換法
2.4.2 鮑威爾法
2.4.3 梯度法
2.4.4 共軛梯度法
2.4.5 牛頓法
2.4.6 變尺度法
2.5 約束優(yōu)化方法
2.5.1 復(fù)合形法
2.5.2 懲罰函數(shù)法
2.6 優(yōu)化設(shè)計的若干問題及工程應(yīng)用
2.6.1 優(yōu)化設(shè)計問題的建模
2.6.2 優(yōu)化方法的選擇
2.6.3 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的計算機求解
2.6.4 優(yōu)化計算結(jié)果的分析與處理
2.6.5 多目標(biāo)優(yōu)化方法
2.6.6 工程優(yōu)化設(shè)計實例
習(xí)題
第3章 可靠性設(shè)計
3.1 可靠性設(shè)計概念及特征量
3.1.1 可靠性的定義
3.1.2 可靠性設(shè)計的基本內(nèi)容及特點
3.1.3 可靠性設(shè)計常用指標(biāo)
3.2 可靠性設(shè)計常用的分布函數(shù)
3.3 可靠性設(shè)計原理
3.3.1 概率設(shè)計概念
3.3.2 應(yīng)力-強度干涉模型
3.3.3 應(yīng)力-強度均為正態(tài)分布時的可靠度
3.3.4 應(yīng)力-強度均為指數(shù)分布時的可靠度
3.3.5 應(yīng)力-強度均為對數(shù)正態(tài)分布時的可靠度
3.4 機械強度可靠性設(shè)計
3.4.1 隨機變量的統(tǒng)計特征值問題
3.4.2 機械零部件靜強度的可靠性設(shè)計
3.4.3 機械零部件疲勞強度的可靠性設(shè)計
3.5 系統(tǒng)可靠性設(shè)計
3.5.1 元件可靠性預(yù)測
3.5.2 系統(tǒng)可靠性預(yù)測
3.5.3 系統(tǒng)可靠性分配
3.6 故障樹分析
3.6.1 故障樹的建立
3.6.2 故障樹的定性分析
3.6.3 故障樹的定量分析
習(xí)題
第4章 計算機輔助設(shè)計（CAD）
4.1 CAD技術(shù)概述
4.2 CAD系統(tǒng)
4.2.1 CAD系統(tǒng)的硬件組成
4.2.2 CAD系統(tǒng)的軟件組成
4.2.3 CAD系統(tǒng)的類型
4.2.4 CAD系統(tǒng)的選型
4.3 工程數(shù)據(jù)的計算機處理
4.3.1 數(shù)表的程序化處理
4.3.2 線圖的程序化
4.3.3 數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用
4.4 計算機圖形處理技術(shù)
4.4.1 圖形處理基礎(chǔ)
4.4.2 設(shè)備驅(qū)動程序與圖形程序庫
4.4.3 坐標(biāo)系
4.4.4 窗口和視區(qū)
4.4.5 圖形裁剪
4.4.6 二維圖形的幾何變換
4.4.7 三維造型簡介
4.5 常用的CAD軟件
習(xí)題
第5章 有限元法
5.1 概述
5.2 有限元法的分析過程
5.3 平面剛架的有限元法
5.3.1 單元剛度矩陣的建立
5.3.2 求總體剛度矩陣
5.3.3 位移的求解
5.4 彈性力學(xué)平面問題的有限元法
5.4.1 彈性力學(xué)平面問題
5.4.2 彈性力學(xué)的基本方程
5.4.3 彈性力學(xué)平面問題的有限元法
5.5 有限元法的工程應(yīng)用
5.5.1 工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型簡化
5.5.2 有限元軟件簡介
習(xí)題
第6章 工業(yè)造型設(shè)計
6.1 概述
6.1.1 工業(yè)造型設(shè)計概述
6.1.2 工業(yè)造型設(shè)計特征
6.1.3 工業(yè)造型設(shè)計原則
6.1.4 產(chǎn)品造型設(shè)計程序
6.2 工業(yè)造型設(shè)計的美學(xué)基礎(chǔ)
6.2.1 產(chǎn)品造型的美學(xué)內(nèi)容
6.2.2 產(chǎn)品造型的形式美法則
6.3 形態(tài)、構(gòu)成與造型
6.3.1 形態(tài)及構(gòu)成概念
6.3.2 形態(tài)構(gòu)成要素及其特性
6.3.3 產(chǎn)品造型
6.4 產(chǎn)品的色彩設(shè)計
6.4.1 色彩的基本知識
6.4.2 色彩的體系
6.4.3 色彩的對比與調(diào)和
6.4.4 色彩的心理效應(yīng)與應(yīng)用
6.4.5 工業(yè)產(chǎn)品的色彩設(shè)計
6.5 人機工程設(shè)計基礎(chǔ)
6.5.1 概述
6.5.2 人體的人一機工程學(xué)參數(shù)
6.5.3 顯示裝置設(shè)計
6.5.4 控制裝置設(shè)計
6.5.5 控制臺板的設(shè)計
6.6 計算機輔助工業(yè)設(shè)計（CAID）
6.6.1 計算機輔助工業(yè)設(shè)計（CAID）常用的軟件
6.6.2 三維軟件制作產(chǎn)品模型實例
習(xí)題
第7章 其他現(xiàn)代設(shè)計方法簡介
7.1 創(chuàng)新設(shè)計
7.1.1 創(chuàng)造性思維與創(chuàng)造力
7.1.2 常用的創(chuàng)造技法
7.2 系統(tǒng)化設(shè)計
7.2.1 系統(tǒng)化設(shè)計法獲取原理方案設(shè)計的工作步驟
7.2.2 功能分析法
……
附錄一 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表
附錄二 MATLAB優(yōu)化工具箱的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
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