定 價：48 元
叢書名：普通高等教育“新工科”系列規(guī)劃教材暨智能制造領域人才培養(yǎng)“十三五”規(guī)劃教材
- 作者：主編喬雪濤
- 出版時間：2023/1/1
- ISBN：9787568061995
- 出 版 社：華中科技大學出版社
- 中圖法分類：TH122
- 頁碼：254
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：26cm
本書主要介紹了計算機輔助設計、有限元設計、優(yōu)化設計和可靠性設計,同時還介紹了計算機輔助設計的更高階段--智能設計、虛擬設計, 可靠性設計的更高階段--穩(wěn)健設計, 以及創(chuàng)新設計、綠色設計、動態(tài)設計、表面設計等,可作為當前現(xiàn)代設計理論與方法課程的教材.
本書包含內容全面,還將*新的現(xiàn)代設計理論列入教材,可作為研究生教材和高年級本科生教材;2.將配備一定的教學資源，方便師生使用和推廣。
隨著《中國制造2025》的頒布實施和我國制造強國戰(zhàn)略的不斷推進，機電產品和設備正加速向高效、高速、精密、輕量化方向發(fā)展，產品和設備的結構日趨復雜，對產品的功能性、可靠性、經濟性等方面提出了更高的要求，因此，需要廣大從事機電產品設計和制造的工程技術人員盡快掌握更新的設計理論和設計方法，提高設計開發(fā)能力，以滿足不斷增長的各種社會需要。
目前研究生課程“現(xiàn)代設計方法論”教材多是按照本科生教材內容編排，專用于研究生教學的教材不多。隨著對課程內容和現(xiàn)代設計理論研究的不斷深入，編者越來越認識到新的適用于研究生教學的“現(xiàn)代設計方法論”教材的重要性，因此，結合近年來的理論研究成果編寫了本書。
基于現(xiàn)代設計理論與方法的種類多、內容廣的特點，編者結合多年來從事本課程的教學和科研工作經驗，同時在參考同類教材和近年來的現(xiàn)代設計理論的研究成果基礎上，優(yōu)選了幾類常見、實用性較強的設計理論和方法，使本書既具有現(xiàn)代設計理論體系，又有所側重，從而使學生能在有限的時間內，既能對本門新興學科有較全面的了解，又能對若干重要的設計理論和方法有較深入的學習和應用，以提高在設計過程中的創(chuàng)新思維和技能。
本書可作為高等院校機電類專業(yè)高年級本科生、研究生教材，也可作為機電領域工程技術人員的參考書。
在教材編寫過程中，緊密聯(lián)系當前高校機械工程學科建設和科研工作實際，充分考慮到研究生階段學習特點，結合機械工程類研究生必須要掌握的現(xiàn)代設計理論與方法，以設計為主線，突出系統(tǒng)設計的核心理念，與機械工程學科發(fā)展前沿相結合，引導研究生關注現(xiàn)代機械設計領域的*新發(fā)展趨勢和研究熱點，從而達到提高研究生機械創(chuàng)新設計能力和科學研究能力的目的。
本書的突出特點是：內容和習題與工程設計案例相結合，有利于學生掌握研究性學習方法，培養(yǎng)嚴謹認真的科學求是的態(tài)度；本著“能用、夠用”的原則，充分體現(xiàn)了理論性和工程實踐性的完美結合。
本書由喬雪濤主編，任東旭、閆存富、賈克、楊澤、王朋等參與了相關章節(jié)的編寫工作。
本書的編寫得到了中原工學院研究生教材建設項目的資助，在此表示深深的謝意。
限于編者水平，書中錯誤疏漏之處在所難免，懇請廣大讀者批評、指正。
喬雪濤
2022年6月
2004年5月至今在中原工學院從事先進制造技術的教學和科研工作，為中國機械制造工藝協(xié)會標準工作委員會委員。近年來，先后參與完成了國家863重點項目、國家重大科技專項、國家自然基金項目等6個*項目的研究工作，獲市級科技進步獎二等獎（第2名）1項，獲省級教學成果二等獎（第2名）1項，作為主要起草人，參與制定國家標準11項，發(fā)表論文38篇，為機械工程省級重點學科梯隊成員，鄭州市科技創(chuàng)新團隊核心骨干成員。目前主持河南省科技攻關項目2項，省教育廳自然基金項目2項。
第1章緒論(1)
1.1現(xiàn)代設計學(1)
1.1.1設計發(fā)展的基本階段(1)
1.1.2現(xiàn)代產品設計的四個階段(3)
1.1.3現(xiàn)代產品設計的設計要求(5)
1.2我國制造業(yè)的形勢和發(fā)展(6)
1.3現(xiàn)代設計與制造業(yè)的發(fā)展(7)
1.4現(xiàn)代設計與信息技術(11)
1.5機電產品設計理論與方法的發(fā)展趨勢(13)
習題與思考題(15)
第2章設計問題的描述與解決(16)
2.1設計的任務和一般過程(16)
2.1.1確定設計任務(16)
2.1.2產生可能的解決方案(19)
2.1.3確定*終解決方案(20)
2.2設計中的知識獲取和知識流(22)
2.2.1設計中的知識流(22)
2.2.2知識流的分類(25)
2.3知識獲取資源(28)
2.3.1已有知識(28)
2.3.2新知識的獲取(29)
2.4分布式資源環(huán)境和知識服務(31)
2.4.1知識服務(31)
2.4.2智力資源單元(32)
2.4.3智力資源注冊中心(34)
2.4.4知識服務平臺(34)
2.5全生命周期性能數(shù)字樣機(35)
習題與思考題(39)
第3章計算機輔助設計(40)
3.1概述(40)
3.2工程數(shù)據(jù)的處理方法及CAD程序編制(41)
3.2.1數(shù)表程序化(41)
3.2.2線圖程序化(42)
3.2.3數(shù)據(jù)文件(43)
3.3機械工程數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建與應用(43)
3.4計算機圖形處理技術(45)
3.4.1圖形與圖像的基本概念(45)
3.4.2基本圖形生成技術及算法(46)
3.4.3計算機圖形學的發(fā)展趨勢(48)
3.5產品數(shù)據(jù)交換技術(49)
習題與思考題(50)
第4章計算機輔助工程分析(51)
4.1概述(51)
4.1.1計算機輔助工程分析的概念(51)
4.1.2計算機輔助工程分析技術的發(fā)展(53)
4.1.3CAE分析軟件(54)
4.1.4CAE技術的基本原理(56)
4.2彈性力學基礎(56)
4.2.1彈性力學的內容(56)
4.2.2彈性力學問題的分類(58)
4.2.3彈性力學各類問題的基本方程(59)
4.2.4彈性力學問題的解法(61)
4.3平面問題(63)
4.3.1平面應力問題和平面應變問題(64)
4.3.2結構離散化(65)
4.3.3位移函數(shù)(67)
4.3.4單元剛度矩陣(69)
4.3.5載荷移置(72)
4.3.6位移邊界條件的處理(74)
4.3.7應力計算(76)
4.4有限元分析(77)
4.4.1概述(77)
4.4.2單元特性的推導方法(79)
4.4.3有限元法的工程應用(84)
習題與思考題(87)
第5章機械*優(yōu)化設計(90)
5.1概述(90)
5.1.1設計變量(91)
5.1.2目標函數(shù)(93)
5.1.3約束條件(94)
5.1.4優(yōu)化設計的數(shù)學模型(95)
5.2*優(yōu)化設計的數(shù)學基礎(96)
5.2.1泰勒表達式(96)
5.2.2函數(shù)的方向導數(shù)和梯度(98)
5.2.3無約束目標函數(shù)的極值點存在條件(99)
5.2.4函數(shù)的凸性與凸函數(shù)、凹函數(shù)(100)
5.2.5目標函數(shù)的約束極值問題(102)
5.2.6迭代法及其收斂性(103)
5.3常見的優(yōu)化方法(105)
5.3.1搜索區(qū)間的確定(106)
5.3.2黃金分割法(108)
5.3.3二次插值法(109)
5.3.4一維搜索算法比較(112)
5.3.5多維無約束優(yōu)化方法(112)
習題與思考題(126)
第6章機械可靠性設計(127)
6.1概述(127)
6.1.1可靠性技術研究的發(fā)展(127)
6.1.2可靠性的概念和特點(128)
6.1.3機械可靠性設計方法(129)
6.1.4機械可靠性設計的內容(131)
6.2可靠性設計指標及常用函數(shù)(132)
6.2.1可靠性設計指標(132)
6.2.2可靠性設計常用的概率分布(136)
6.3機械強度可靠性設計(141)
6.3.1可靠性設計過程(141)
6.3.2應力強度分布干涉理論(143)
6.3.3零件強度可靠度的計算(145)
6.3.4零件強度分布參數(shù)的確定(145)
6.3.5零件應力分布參數(shù)的確定(147)
6.3.6機械零部件強度的許用可靠度(148)
6.4疲勞強度可靠性設計(148)
6.4.1疲勞曲線(148)
6.4.2等幅變應力作用下零件的疲勞壽命及可靠度(151)
6.4.3不穩(wěn)定應力作用下零件的疲勞壽命(152)
6.4.4承受多級變應力作用的零件在給定壽命時的可靠度(153)
6.5系統(tǒng)可靠性設計(155)
6.5.1系統(tǒng)可靠性的預測(155)
6.5.2系統(tǒng)可靠性分配(162)
6.6可靠性工程設計案例(165)
習題與思考題(167)
第7章機電產品模塊化設計(169)
7.1概述(169)
7.2新產品模塊化設計方法(169)
7.2.1市場分析，確定需求(169)
7.2.2確定功能原理和功能模塊及系列化規(guī)劃(174)
7.2.3尋找原理方案及總體結構規(guī)劃(182)
7.2.4結構模塊劃分(183)
7.3產品模塊化設計的過程模型(187)
7.3.1產品模塊化設計的Y模型(187)
7.3.2模塊化產品平臺構建過程(188)
7.3.3模塊化產品平臺充實維護過程(189)
7.3.4產品配置和產品變型設計過程(189)
7.4建立產品編碼和名稱字典(190)
習題與思考題(199)
第8章機電產品動態(tài)性能設計與優(yōu)化(200)
8.1概述(200)
8.2動態(tài)設計基本原理(201)
8.2.1動態(tài)設計的有關概念(201)
8.2.2機械系統(tǒng)動態(tài)設計的基本原則和步驟(201)
8.3多學科設計優(yōu)化(202)
8.4工程實例(202)
8.4.1超重型臥式車床主軸系統(tǒng)動態(tài)性能分析(202)
8.5.2傳動軸系統(tǒng)的建模與動態(tài)性能分析(204)
習題與思考題(205)
第9章產品仿真與數(shù)字樣機(206)
9.1數(shù)字樣機的虛擬裝配技術(207)
9.1.1虛擬裝配技術概述(207)
9.1.2數(shù)字樣機協(xié)同裝配技術(207)
9.2特征建模技術(209)
9.2.1特征定義和分類(210)
9.2.2特征建模系統(tǒng)(211)
9.2.3參數(shù)化設計(211)
9.3數(shù)字樣機運動學與動力學仿真技術(213)
9.3.1仿真的定義和類型(213)
9.3.2數(shù)字樣機仿真的優(yōu)勢(213)
9.4數(shù)字樣機的概念(214)
9.4.1數(shù)字樣機的定義(214)
9.4.2數(shù)字樣機支撐技術(215)
9.4.3數(shù)字樣機的分類與特點(216)
9.4.4數(shù)字樣機的真實性(217)
9.5數(shù)字樣機的應用與發(fā)展(218)
9.5.1數(shù)字樣機的應用(218)
9.5.2數(shù)字樣機技術的發(fā)展(218)
9.6數(shù)字樣機的性能仿真與分析技術(220)
9.6.1數(shù)字樣機的運動學動力學性能分析(220)
9.6.2數(shù)字樣機多學科建模與性能仿真(221)
9.6.3基于數(shù)字樣機的制造過程仿真技術(222)
習題與思考題(224)
第10章機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計(225)
10.1概述(225)
10.2創(chuàng)新設計基礎(225)
10.2.1創(chuàng)新基本原理(225)
10.2.2創(chuàng)新的基本方法(230)
10.2.3創(chuàng)新過程(232)
10.2.4機械的創(chuàng)新設計(233)
10.3機械產品創(chuàng)新設計的評價體系和評價方法(241)
10.3.1機械產品創(chuàng)新設計的內容和原則(241)
10.3.2機械產品創(chuàng)新設計過程(241)
10.3.3工藝動作過程和執(zhí)行機構(242)
10.4基于工藝動作過程的機械產品運動方案創(chuàng)新設計的過程模型(244)
10.4.1工藝動作過程分解(244)
10.4.2機械產品創(chuàng)新設計方法研究(245)
10.5機械創(chuàng)新設計評論(246)
10.5.1機械創(chuàng)新設計評論的特點(246)
10.5.2機械創(chuàng)新設計評論的內容(247)
10.5.3機械創(chuàng)新設計評論的主客體和媒介(248)
10.5.4機械創(chuàng)新設計評論的技巧(248)
10.6TRIZ理論及機械產品創(chuàng)新設計案例(249)
10.6.1TRIZ：發(fā)明問題、解決問題理論(249)
10.6.2實際設計案例應用——自行車剎車裝置的設計(250)
習題與思考題(251)
參考文獻(252)
書單推薦
