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| 編輯推薦： |
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1.本书包含内容全面，还将最新的现代设计理论列入教材，可作为研究生教材和高年级本科生教材;2.将配备一定的教学资源，方便师生使用和推广。
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| 內容簡介： |
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本书主要介绍了计算机辅助设计、有限元设计、优化设计和可靠性设计，同时还介绍了计算机辅助设计的更高阶段——智能设计、虚拟设计，可靠性设计的更高阶段——稳健设计，以及创新设计、绿色设计、动态设计、表面设计等，可作为当前现代设计理论与方法课程的教材.
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| 關於作者： |
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2004年5月至今在中原工学院从事先进制造技术的教学和科研工作，为中国机械制造工艺协会标准工作委员会委员。近年来，先后参与完成了国家863重点项目、国家重大科技专项、国家自然基金项目等6个*项目的研究工作，获市级科技进步奖二等奖（第2名）1项，获省级教学成果二等奖（第2名）1项，作为主要起草人，参与制定国家标准11项，发表论文38篇，为机械工程省级重点学科梯队成员，郑州市科技创新团队核心骨干成员。目前主持河南省科技攻关项目2项，省教育厅自然基金项目2项。
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| 目錄：
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第1章绪论(1)
1.1现代设计学(1)
1.1.1设计发展的基本阶段(1)
1.1.2现代产品设计的四个阶段(3)
1.1.3现代产品设计的设计要求(5)
1.2我国制造业的形势和发展(6)
1.3现代设计与制造业的发展(7)
1.4现代设计与信息技术(11)
1.5机电产品设计理论与方法的发展趋势(13)
习题与思考题(15)
第2章设计问题的描述与解决(16)
2.1设计的任务和一般过程(16)
2.1.1确定设计任务(16)
2.1.2产生可能的解决方案(19)
2.1.3确定最终解决方案(20)
2.2设计中的知识获取和知识流(22)
2.2.1设计中的知识流(22)
2.2.2知识流的分类(25)
2.3知识获取资源(28)
2.3.1已有知识(28)
2.3.2新知识的获取(29)
2.4分布式资源环境和知识服务(31)
2.4.1知识服务(31)
2.4.2智力资源单元(32)
2.4.3智力资源注册中心(34)
2.4.4知识服务平台(34)
2.5全生命周期性能数字样机(35)
习题与思考题(39)
第3章计算机辅助设计(40)
3.1概述(40)
3.2工程数据的处理方法及CAD程序编制(41)
3.2.1数表程序化(41)
3.2.2线图程序化(42)
3.2.3数据文件(43)
3.3机械工程数据库的创建与应用(43)
3.4计算机图形处理技术(45)
3.4.1图形与图像的基本概念(45)
3.4.2基本图形生成技术及算法(46)
3.4.3计算机图形学的发展趋势(48)
3.5产品数据交换技术(49)
习题与思考题(50)
第4章计算机辅助工程分析(51)
4.1概述(51)
4.1.1计算机辅助工程分析的概念(51)
4.1.2计算机辅助工程分析技术的发展(53)
4.1.3CAE分析软件(54)
4.1.4CAE技术的基本原理(56)
4.2弹性力学基础(56)
4.2.1弹性力学的内容(56)
4.2.2弹性力学问题的分类(58)
4.2.3弹性力学各类问题的基本方程(59)
4.2.4弹性力学问题的解法(61)
4.3平面问题(63)
4.3.1平面应力问题和平面应变问题(64)
4.3.2结构离散化(65)
4.3.3位移函数(67)
4.3.4单元刚度矩阵(69)
4.3.5载荷移置(72)
4.3.6位移边界条件的处理(74)
4.3.7应力计算(76)
4.4有限元分析(77)
4.4.1概述(77)
4.4.2单元特性的推导方法(79)
4.4.3有限元法的工程应用(84)
习题与思考题(87)
第5章机械最优化设计(90)
5.1概述(90)
5.1.1设计变量(91)
5.1.2目标函数(93)
5.1.3约束条件(94)
5.1.4优化设计的数学模型(95)
5.2最优化设计的数学基础(96)
5.2.1泰勒表达式(96)
5.2.2函数的方向导数和梯度(98)
5.2.3无约束目标函数的极值点存在条件(99)
5.2.4函数的凸性与凸函数、凹函数(100)
5.2.5目标函数的约束极值问题(102)
5.2.6迭代法及其收敛性(103)
5.3常见的优化方法(105)
5.3.1搜索区间的确定(106)
5.3.2黄金分割法(108)
5.3.3二次插值法(109)
5.3.4一维搜索算法比较(112)
5.3.5多维无约束优化方法(112)
习题与思考题(126)
第6章机械可靠性设计(127)
6.1概述(127)
6.1.1可靠性技术研究的发展(127)
6.1.2可靠性的概念和特点(128)
6.1.3机械可靠性设计方法(129)
6.1.4机械可靠性设计的内容(131)
6.2可靠性设计指标及常用函数(132)
6.2.1可靠性设计指标(132)
6.2.2可靠性设计常用的概率分布(136)
6.3机械强度可靠性设计(141)
6.3.1可靠性设计过程(141)
6.3.2应力强度分布干涉理论(143)
6.3.3零件强度可靠度的计算(145)
6.3.4零件强度分布参数的确定(145)
6.3.5零件应力分布参数的确定(147)
6.3.6机械零部件强度的许用可靠度(148)
6.4疲劳强度可靠性设计(148)
6.4.1疲劳曲线(148)
6.4.2等幅变应力作用下零件的疲劳寿命及可靠度(151)
6.4.3不稳定应力作用下零件的疲劳寿命(152)
6.4.4承受多级变应力作用的零件在给定寿命时的可靠度(153)
6.5系统可靠性设计(155)
6.5.1系统可靠性的预测(155)
6.5.2系统可靠性分配(162)
6.6可靠性工程设计案例(165)
习题与思考题(167)
第7章机电产品模块化设计(169)
7.1概述(169)
7.2新产品模块化设计方法(169)
7.2.1市场分析，确定需求(169)
7.2.2确定功能原理和功能模块及系列化规划(174)
7.2.3寻找原理方案及总体结构规划(182)
7.2.4结构模块划分(183)
7.3产品模块化设计的过程模型(187)
7.3.1产品模块化设计的Y模型(187)
7.3.2模块化产品平台构建过程(188)
7.3.3模块化产品平台充实维护过程(189)
7.3.4产品配置和产品变型设计过程(189)
7.4建立产品编码和名称字典(190)
习题与思考题(199)
第8章机电产品动态性能设计与优化(200)
8.1概述(200)
8.2动态设计基本原理(201)
8.2.1动态设计的有关概念(201)
8.2.2机械系统动态设计的基本原则和步骤(201)
8.3多学科设计优化(202)
8.4工程实例(202)
8.4.1超重型卧式车床主轴系统动态性能分析(202)
8.5.2传动轴系统的建模与动态性能分析(204)
习题与思考题(205)
第9章产品仿真与数字样机(206)
9.1数字样机的虚拟装配技术(207)
9.1.1虚拟装配技术概述(207)
9.1.2数字样机协同装配技术(207)
9.2特征建模技术(209)
9.2.1特征定义和分类(210)
9.2.2特征建模系统(211)
9.2.3参数化设计(211)
9.3数字样机运动学与动力学仿真技术(213)
9.3.1仿真的定义和类型(213)
9.3.2数字样机仿真的优势(213)
9.4数字样机的概念(214)
9.4.1数字样机的定义(214)
9.4.2数字样机支撑技术(215)
9.4.3数字样机的分类与特点(216)
9.4.4数字样机的真实性(217)
9.5数字样机的应用与发展(218)
9.5.1数字样机的应用(218)
9.5.2数字样机技术的发展(218)
9.6数字样机的性能仿真与分析技术(220)
9.6.1数字样机的运动学动力学性能分析(220)
9.6.2数字样机多学科建模与性能仿真(221)
9.6.3基于数字样机的制造过程仿真技术(222)
习题与思考题(224)
第10章机械系统创新设计(225)
10.1概述(225)
10.2创新设计基础(225)
10.2.1创新基本原理(225)
10.2.2创新的基本方法(230)
10.2.3创新过程(232)
10.2.4机械的创新设计(233)
10.3机械产品创新设计的评价体系和评价方法(241)
10.3.1机械产品创新设计的内容和原则(241)
10.3.2机械产品创新设计过程(241)
10.3.3工艺动作过程和执行机构(242)
10.4基于工艺动作过程的机械产品运动方案创新设计的过程模型(244)
10.4.1工艺动作过程分解(244)
10.4.2机械产品创新设计方法研究(245)
10.5机械创新设计评论(246)
10.5.1机械创新设计评论的特点(246)
10.5.2机械创新设计评论的内容(247)
10.5.3机械创新设计评论的主客体和媒介(248)
10.5.4机械创新设计评论的技巧(248)
10.6TRIZ理论及机械产品创新设计案例(249)
10.6.1TRIZ：发明问题、解决问题理论(249)
10.6.2实际设计案例应用——自行车刹车装置的设计(250)
习题与思考题(251)
参考文献(252)
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| 內容試閱：
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随着《中国制造2025》的颁布实施和我国制造强国战略的不断推进，机电产品和设备正加速向高效、高速、精密、轻量化方向发展，产品和设备的结构日趋复杂，对产品的功能性、可靠性、经济性等方面提出了更高的要求，因此，需要广大从事机电产品设计和制造的工程技术人员尽快掌握更新的设计理论和设计方法，提高设计开发能力，以满足不断增长的各种社会需要。目前研究生课程“现代设计方法论”教材多是按照本科生教材内容编排，专用于研究生教学的教材不多。随着对课程内容和现代设计理论研究的不断深入，编者越来越认识到新的适用于研究生教学的“现代设计方法论”教材的重要性，因此，结合近年来的理论研究成果编写了本书。基于现代设计理论与方法的种类多、内容广的特点，编者结合多年来从事本课程的教学和科研工作经验，同时在参考同类教材和近年来的现代设计理论的研究成果基础上，优选了几类常见、实用性较强的设计理论和方法，使本书既具有现代设计理论体系，又有所侧重，从而使学生能在有限的时间内，既能对本门新兴学科有较全面的了解，又能对若干重要的设计理论和方法有较深入的学习和应用，以提高在设计过程中的创新思维和技能。本书可作为高等院校机电类专业高年级本科生、研究生教材，也可作为机电领域工程技术人员的参考书。在教材编写过程中，紧密联系当前高校机械工程学科建设和科研工作实际，充分考虑到研究生阶段学习特点，结合机械工程类研究生必须要掌握的现代设计理论与方法，以设计为主线，突出系统设计的核心理念，与机械工程学科发展前沿相结合，引导研究生关注现代机械设计领域的最新发展趋势和研究热点，从而达到提高研究生机械创新设计能力和科学研究能力的目的。本书的突出特点是：内容和习题与工程设计案例相结合，有利于学生掌握研究性学习方法，培养严谨认真的科学求是的态度；本着“能用、够用”的原则，充分体现了理论性和工程实践性的完美结合。本书由乔雪涛主编，任东旭、闫存富、贾克、杨泽、王朋等参与了相关章节的编写工作。本书的编写得到了中原工学院研究生教材建设项目的资助，在此表示深深的谢意。限于编者水平，书中错误疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评、指正。乔雪涛2022年6月
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