現代機械設計方法

本書是根據中國機械工程學會《見習機械設計工程師資格認證實施細則》的規定與要求編寫的，其目的是提高大學生從業的適應能力，滿足用人單位對人才的迫切需要。

本書的編寫充分考慮了工科大學生的基礎和現實需要，內容全面，體系清楚，着重實例示範。本書內容包括四大部分：創新設計理論與方法、有限元方法與應用、優化設計、可靠性設計。

本書主要作為高等院校機械工程類專業畢業生和在校大學生參加見習機械設計工程師資格考試的指導教材，也可供有關工程技術人員參考。 ^[1] 

第2版前言

第1版前言

第1篇 創新設計理論與方法

第1章 創新設計的基本概念

1.1 創新

1.2 創新設計

1.3 創新思維的基本方法

1.4 創新技法

1.5 TRIZ的基本概念

第2章 設計中的衝突及其解決原理

2.1 概述

2.2 物理衝突及其解決原理

2.3 技術衝突及其解決原理

2.4 利用衝突矩陣實現創新

第3章 利用技術進化模式實現創新

3.1 概述

3.2 技術系統進化模式

第4章 計算機輔助創新設計軟件(CAI)

4.1 概述

4.2 創新能力拓展平台CBT/NOVA

思考題與習題

第2篇 有限元方法與應用

第5章 彈性力學有限元法的基本思想和特點

5.1 彈性力學問題概述

5.2 有限元法的基本思想和特點

5.3 有限元法的應用領域

第6章 彈性力學基本理論

6.1 彈性力學中的基本假設

6.2 彈性力學中的基本概念

6.3 彈性力學的基本方程

6.4 平面問題的基礎理論

6.5 有限元法的理論基礎

第7章 彈性力學有限元法

7.1 有限元法求解問題的基本步驟

7.2 連續體離散化

7.3 單元分析

7.4 整體分析

7.5 邊界約束條件的處理

7.6 求解、計算結果的整理和有限元后處理

第8章 有限元分析中的若干問題

8.1 有限元計算模型的建立

8.2 減小解題規模的常用措施

第9章 動力學有限元分析

9.1 有限元動力學方程

9.2 模態與模態分析

9.3 動力學響應分析

9.4 動力學分析實例

思考題與習題

第3篇 優化設計

第10章 概述

10.1 優化設計與傳統設計方法的比較

10.2 優化設計的概念及術語

10.3 機械優化設計的一般過程

10.4 優化設計的數學模型

第11章 優化設計的數學基礎

11.1 等值線(面)的概念

11.2 目標函數的梯度與最速下降方向

11.3 多元函數的泰勒展開式

11.4 二次型函數

11.5 目標函數的極值與判別條件

11.6 優化設計的數值解法及終止準則

第12章 一維優化方法

12.1 單峯區間及其“高—低—高”幾何特徵

12.2 確定搜索區間的外推法

12.3 縮短搜索區間的消去法

12.4 黃金分割法

第13章 多維無約束優化方法

13.1 座標輪換法

13.2 共軛方向法

13.3 Powell法

13.4 最速下降法(梯度法)

13.5 牛頓法

13.6 廣義牛頓法

13.7 變尺度法(DFP法)

第14章 約束問題的優化設計方法

14.1 內點懲罰函數法

14.2 外點懲罰函數法

14.3 混合懲罰函數法

第15章 機械優化設計的應用

15.1 機械優化設計的一般步驟

15.2 建立數學模型的基本原則

15.3 機牀主軸結構的優化設計

思考題與習題

第4篇 可靠性設計

第16章 產品可靠性及其度量指標

16.1 產品設計中的可靠性問題

16.2 產品質量與可靠性

16.3 可靠性問題的統計描述和表達

16.4 統計學參數與產品可靠性指標

16.5 應用範例

16.6 可靠性設計流程

第17章 可靠性設計中常用的概率分佈

17.1 二項分佈

17.2 泊松(Poisson)分佈

17.3 正態(Gauss)分佈

17.4 對數正態分佈

17.5 威布爾(Weibull)分佈

17.6 指數分佈

第18章 機械零件可靠性設計

18.1 零件可靠度計算的應力-強度干涉模型

18.2 典型機械零件的可靠性設計

第19章 機械系統的可靠性

19.1 系統可靠性模型

19.2 可靠性分配

思考題與習題

附錄 衝突矩陣

參考文獻