現(xiàn)代機電產(chǎn)品設(shè)計理論與方法
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(lǐng)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(shè)計、有限元設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計和可靠性設(shè)計,同時還介紹了計算機輔助設(shè)計的更高階段--智能設(shè)計、虛擬設(shè)計, 可靠性設(shè)計的更高階段--穩(wěn)健設(shè)計, 以及創(chuàng)新設(shè)計、綠色設(shè)計、動態(tài)設(shè)計、表面設(shè)計等,可作為當前現(xiàn)代設(shè)計理論與方法課程的教材.
本書包含內(nèi)容全面,還將*新的現(xiàn)代設(shè)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(chǎn)品和設(shè)備正加速向高效、高速、精密、輕量化方向發(fā)展，產(chǎn)品和設(shè)備的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，對產(chǎn)品的功能性、可靠性、經(jīng)濟性等方面提出了更高的要求，因此，需要廣大從事機電產(chǎn)品設(shè)計和制造的工程技術(shù)人員盡快掌握更新的設(shè)計理論和設(shè)計方法，提高設(shè)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(shè)計方法論”教材多是按照本科生教材內(nèi)容編排，專用于研究生教學的教材不多。隨著對課程內(nèi)容和現(xiàn)代設(shè)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(shè)計方法論”教材的重要性，因此，結(jié)合近年來的理論研究成果編寫了本書。
基于現(xiàn)代設(shè)計理論與方法的種類多、內(nèi)容廣的特點，編者結(jié)合多年來從事本課程的教學和科研工作經(jīng)驗，同時在參考同類教材和近年來的現(xiàn)代設(shè)計理論的研究成果基礎(chǔ)上，優(yōu)選了幾類常見、實用性較強的設(shè)計理論和方法，使本書既具有現(xiàn)代設(shè)計理論體系，又有所側(cè)重，從而使學生能在有限的時間內(nèi)，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(shè)計理論和方法有較深入的學習和應(yīng)用，以提高在設(shè)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(lǐng)域工程技術(shù)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(shè)和科研工作實際，充分考慮到研究生階段學習特點，結(jié)合機械工程類研究生必須要掌握的現(xiàn)代設(shè)計理論與方法，以設(shè)計為主線，突出系統(tǒng)設(shè)計的核心理念，與機械工程學科發(fā)展前沿相結(jié)合，引導(dǎo)研究生關(guān)注現(xiàn)代機械設(shè)計領(lǐng)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(shè)計能力和科學研究能力的目的。
本書的突出特點是：內(nèi)容和習題與工程設(shè)計案例相結(jié)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(jié)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(guān)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(shè)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(shù)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(guān)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(shè)計學(1)
1.1.1設(shè)計發(fā)展的基本階段(1)
1.1.2現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的四個階段(3)
1.1.3現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的設(shè)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(shè)計與制造業(yè)的發(fā)展(7)
1.4現(xiàn)代設(shè)計與信息技術(shù)(11)
1.5機電產(chǎn)品設(shè)計理論與方法的發(fā)展趨勢(13)
習題與思考題(15)
第2章設(shè)計問題的描述與解決(16)
2.1設(shè)計的任務(wù)和一般過程(16)
2.1.1確定設(shè)計任務(wù)(16)
2.1.2產(chǎn)生可能的解決方案(19)
2.1.3確定*終解決方案(20)
2.2設(shè)計中的知識獲取和知識流(22)
2.2.1設(shè)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(wù)(31)
2.4.1知識服務(wù)(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(wù)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(shè)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(yīng)用(43)
3.4計算機圖形處理技術(shù)(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(shù)及算法(46)
3.4.3計算機圖形學的發(fā)展趨勢(48)
3.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)(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(shù)的發(fā)展(53)
4.1.3CAE分析軟件(54)
4.1.4CAE技術(shù)的基本原理(56)
4.2彈性力學基礎(chǔ)(56)
4.2.1彈性力學的內(nèi)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(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題(64)
4.3.2結(jié)構(gòu)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(yīng)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(dǎo)方法(79)
4.4.3有限元法的工程應(yīng)用(84)
習題與思考題(87)
第5章機械*優(yōu)化設(shè)計(90)
5.1概述(90)
5.1.1設(shè)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(shè)計的數(shù)學模型(95)
5.2*優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學基礎(chǔ)(96)
5.2.1泰勒表達式(96)
5.2.2函數(shù)的方向?qū)?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(shè)計(127)
6.1概述(127)
6.1.1可靠性技術(shù)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(shè)計方法(129)
6.1.4機械可靠性設(shè)計的內(nèi)容(131)
6.2可靠性設(shè)計指標及常用函數(shù)(132)
6.2.1可靠性設(shè)計指標(132)
6.2.2可靠性設(shè)計常用的概率分布(136)
6.3機械強度可靠性設(shè)計(141)
6.3.1可靠性設(shè)計過程(141)
6.3.2應(yīng)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(yīng)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(shè)計(148)
6.4.1疲勞曲線(148)
6.4.2等幅變應(yīng)力作用下零件的疲勞壽命及可靠度(151)
6.4.3不穩(wěn)定應(yīng)力作用下零件的疲勞壽命(152)
6.4.4承受多級變應(yīng)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(shè)計(155)
6.5.1系統(tǒng)可靠性的預(yù)測(155)
6.5.2系統(tǒng)可靠性分配(162)
6.6可靠性工程設(shè)計案例(165)
習題與思考題(167)
第7章機電產(chǎn)品模塊化設(shè)計(169)
7.1概述(169)
7.2新產(chǎn)品模塊化設(shè)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(jié)構(gòu)規(guī)劃(182)
7.2.4結(jié)構(gòu)模塊劃分(183)
7.3產(chǎn)品模塊化設(shè)計的過程模型(187)
7.3.1產(chǎn)品模塊化設(shè)計的Y模型(187)
7.3.2模塊化產(chǎn)品平臺構(gòu)建過程(188)
7.3.3模塊化產(chǎn)品平臺充實維護過程(189)
7.3.4產(chǎn)品配置和產(chǎn)品變型設(shè)計過程(189)
7.4建立產(chǎn)品編碼和名稱字典(190)
習題與思考題(199)
第8章機電產(chǎn)品動態(tài)性能設(shè)計與優(yōu)化(200)
8.1概述(200)
8.2動態(tài)設(shè)計基本原理(201)
8.2.1動態(tài)設(shè)計的有關(guān)概念(201)
8.2.2機械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計的基本原則和步驟(201)
8.3多學科設(shè)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(chǎn)品仿真與數(shù)字樣機(206)
9.1數(shù)字樣機的虛擬裝配技術(shù)(207)
9.1.1虛擬裝配技術(shù)概述(207)
9.1.2數(shù)字樣機協(xié)同裝配技術(shù)(207)
9.2特征建模技術(shù)(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(shè)計(211)
9.3數(shù)字樣機運動學與動力學仿真技術(shù)(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(shù)(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(yīng)用與發(fā)展(218)
9.5.1數(shù)字樣機的應(yīng)用(218)
9.5.2數(shù)字樣機技術(shù)的發(fā)展(218)
9.6數(shù)字樣機的性能仿真與分析技術(shù)(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(shù)(222)
習題與思考題(224)
第10章機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(225)
10.1概述(225)
10.2創(chuàng)新設(shè)計基礎(chǔ)(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(shè)計(233)
10.3機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的評價體系和評價方法(241)
10.3.1機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容和原則(241)
10.3.2機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計過程(241)
10.3.3工藝動作過程和執(zhí)行機構(gòu)(242)
10.4基于工藝動作過程的機械產(chǎn)品運動方案創(chuàng)新設(shè)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(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計方法研究(245)
10.5機械創(chuàng)新設(shè)計評論(246)
10.5.1機械創(chuàng)新設(shè)計評論的特點(246)
10.5.2機械創(chuàng)新設(shè)計評論的內(nèi)容(247)
10.5.3機械創(chuàng)新設(shè)計評論的主客體和媒介(248)
10.5.4機械創(chuàng)新設(shè)計評論的技巧(248)
10.6TRIZ理論及機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)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(shè)計案例應(yīng)用——自行車剎車裝置的設(shè)計(250)
習題與思考題(251)
參考文獻(252)
書單推薦
