《現代設計理論與方法（第三版）》是2019年01月01日科學出版社出版的圖書，作者是張鄂、張帆、買買提明·艾尼。
基本介紹
- 書名：現代設計理論與方法（第三版）
- 作者：張鄂、張帆、買買提明·艾尼
- ISBN：9787030603364
- 頁數：313
- 定價：59.80元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2019年01月01日
- 裝幀：平裝
- 開本：16
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書較為系統地介紹了現代設計的理論與方法。內容包括緒論、最佳化設計、可靠性設計、計算機輔助設計、有限元法、工業造型設計、設計方法學、動態設計、反求工程設計、綠色設計、並行設計、協同設計和智慧型設計。 本書內容豐富，具有系統性、先進性和實用性，並通過工程套用實例，加強讀者對相關設計理論的理解與設計方法的掌握與運用。全書取材新穎，內容充實，結構體系完整，重點突出，理論聯繫實際。
圖書目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 現代設計概述 1
1.1.1 設計及其內涵 1
1.1.2 設計發展的基本階段 2
1.1.3 現代設計與傳統設計 3
1.2 現代設計理論與方法的主要內容及特點 3
1.2.1 現代設計理論與力 法的主要內容 3
1.2.2 現代設計理論與方法的特點 5
1.3 現代產品設計 5
1.3.1 現代產品的特點與設計要求 5
1.3.2 現代產品的設計類型及進程 6
1.4 學習本課程的意義及任務 7
1.4.1 學習本課程的意義 7
1.4.2 學習本課程的方法和任務 8
習題 9
第2章 最佳化設計 10
2.1 概述 10
2.1.1 最佳化設計基本概念 10
2.1.2 最佳化設計的數學模型 11
2.1.3 最佳化問題的分類 17
2.1.4 最佳化設計的疊代算法 17
2.2 最佳化方法的數學基礎 19
2.2.1 二次型與正定矩陣 20
2.2.2 函式的方嚮導數和梯度 21
2.2.3 多元函式的泰勒近似展開式和海森矩陣 23
2.2.4 無約束最佳化問題的極值條件 25
2.2.5 約束最佳化問題的極值條件 26
2.3 一維最佳化方法 28
2.3.1 搜尋區間的確定 29
2.3.2 黃金分割法 30
2.3.3 二次插值法 33
2.4 多維無約束最佳化方法 34
2.4.1 坐標輪換法 36
2.4.2 鮑威爾法 37
2.4.3 梯度法 42
2.4.4 牛頓法 43
2.4.5 變尺度法 44
2.5 約束最佳化方法 49
2.5.1 複合形法 50
2.5.2 懲罰函式法 54
2.6 多目標最佳化方法 60
2.6.1 線性加權組合法 61
2.6.2 功效係數法 62
2.6.3 主要目標法 63
2.7 智慧型最佳化算法 63
2.7.1 遺傳算法 64
2.7.2 粒子群最佳化算法 70
2.7.3 免疫算法 73
2.8 工程最佳化設計套用 77
2.8.1 工程最佳化設計的一般步驟 77
2.8.2 工程最佳化設計實例 77
習題 87
第3章 可靠性設計 88
3.1 概述 88
3.1.1 可靠性科學的發展 88
3.1.2 可靠性的概念及特點 88
3.1.3 可靠性設計的基本內容 89
3.2 可靠性設計常用指標 90
3.3 可靠性設計中常用分布函式 95
3.4 機械強度可靠性設計 102
3.4.1 應力強度分布干涉理論 103
3.4.2 零件強度可靠度的計算 105
3.4.3 零件強度分布規律及分布參數的確定 106
3.4.4 零件工作應力分布規律及分布參數的確定 107
3.4.5 強度可靠性計算條件式與許用可靠度 108
3.4.6 機械零部件強度可靠性設計的套用 109
3.5 疲勞強度可靠性分析 111
3.5.1 疲勞曲線 111
3.5.2 等幅變應力作用下零件的疲勞壽命及可靠度 113
3.5.3 不穩定應力作用下零件的疲勞壽命 115
3.5.4 承受多級變應力作用的零件在給定壽命時的可靠度 116
3.6 系統可靠性設計 117
3.6.1 元件可靠性預測 117
3.6.2 系統可靠性預測 1 18
3.6.3 系統可靠性分配 122
習題 124
第4章 計算機輔助設計 126
4.1 概述 126
4.2 CAD系統 128
4.2.1 CAD系統的硬體 128
4.2.2 CAD系統的軟體 130
4.2.3 CAD系統的形式 132
4.2.4 CAD系統的功能 133
4.3 工程數據的處理方法及CAD程式編制 133
4.3.1 數表的分類及存取 133
4.3.2 線圖的分類及處理 136
4.3.3 列表函式表的插值算法 140
4.3.4 數據的公式擬合方法 145
4.3.5 數據檔案及其套用 147
4.4 機械工程資料庫的創建與套用 147
4.4.1 資料庫與資料庫管理系統 147
4.4.2 關係資料庫管理系統套用實例簡介 148
4.4.3 工程資料庫 149
4.5 計算機圖形處理與三維造型 150
4.5.1 計算機繪製工程圖的常用方法 150
4.5.2 坐標系 151
4.5.3 二維圖形的幾何變換 152
4.5.4 三維造型 157
4.6 專用機械CAD系統的開發及套用 159
4.6.1 二維CAD軟體的二次開發技術 159
4.6.2 三維CAD軟體的二次開發技術 160
習題 163
第5章 有限元法 166
5.1 概述 166
5.2 單元特性的推導方法 168
5.2.1 單元劃分方法及原則 168
5.2.2 單元特性的推導方法 170
5.3 有限元法的工程套用 177
5.3.1 有限元法的解題步驟 177
5.3.2 計算實例 181
5.4 有限元軟體簡介 184
習題 186
第6章 工業造型設計 188
6.1 概述 188
6.1.1 工業造型設計的基本內容與基本要素 188
6.1.2 產品造型設計的原則 189
6.1.3 產品造型的美學內容 189
6.1.4 產品造型設計的程式 190
6.2 造型基礎與美學法則 191
6.2.1 形態要素及其視覺結果 191
6.2.2 產品造型的美學法則 193
6.3 人機工程學簡介 198
6.3.1 人體結構尺寸與造型尺度 198
6.3.2 視覺特徵與顯示器設計 199
6.3.3 控制器的選擇與設計 200
6.3.4 控制台板設計 201
6.4 產品的色彩設計 202
6.4.1 色彩的基本知識 202
6.4.2 產品色彩設計 205
6.5 計算機輔助工業設計 206
6.5.1 計算機輔助工業設計常用的軟體 206
6.5.2 三維軟體製作產品模型實例 207
習題 208
第7章 設計方法學 209
7.1 概述 209
7.2 系統分析設計法 210
7.2.1 技術過程及技術系統 210
7.2.2 功能分析法 212
7.2.3 系統分析設計法設計套用舉例 215
7.3 創造性設計法 217
7.3.1 創造力和創造過程 217
7.3.2 創新思維及其特點和類型 218
7.3.3 常用的創新技法 221
習題 223
第8章 動態設計 224
8.1 概述 224
8.2 動態設計的有關概念和基本原理 225
8.3 軸類部件的動態分析和設計 228
8.3.1 軸類部件的動態分析 228
8.3.2 軸類部件的動態設計 231
習題 233
第9章 反求工程設計 234
9.1 概述 234
9.1.1 反求工程與反求設計的概念 234
9.1.2 反求工程的特點 235
9.1.3 反求工程的發展狀況 236
9.1.4 反求工程設計的套用 237
9.2 反求工程設計的基本內容及原理 238
9.2.1 反求工程設計的基本內容及類型 238
9.2.2 反求工程設計的基本原理 240
9.3 相似理論及相似設計方法簡介 241
9.3.1 相似理論簡介 241
9.3.2 相似設計方法 246
9.4 反求工程的原理與方法 248
9.4.1 設計反求 248
9.4.2 材料反求 249
9.4.3 工藝反求 250
習題 250
第10章 綠色設計 251
10.1 概述 251
10.2 綠色技術 252
10.2.1 綠色產品 253
10.2.2 綠色製造 255
10.3 綠色設計的內容和方法 256
10.3.1 綠色設計的內容 256
10.3.2 綠色設計方法 258
10.3.3 綠色設計的材料選擇 260
10.3.4 綠色設計的關鍵技術 261
10.3.5 綠色設計評價 262
10.3.6 綠色設計的效益和套用分析 264
習題 266
第11章 並行設計 267
11.1 概述 267
11.1.1 並行設計的概念 267
11.1.2 並行設計思想的演化 272
11.1.3 並行設計的技術特點及內涵 273
11.2 並行設計的關鍵技術 275
11.3 並行設計的工程套用 278
習題 283
第12章 協同設計 284
12.1 概述 284
12.1.1 協同設計的概念 284
12.1.2 協同設計的技術特點 284
12.1.3 協同設計的分類 285
12.2 協同設計的關鍵技術與支撐技術 286
12.2.1 協同設計的關鍵技術 286
12.2.2 協同設計的支撐技術 286
12.3 協同設計的工程套用 288
12.3.1 基於網路化協同設計集成模型的建立 288
12.3.2 基於網路化協同設計支持系統的體系結構設計 290
12.3.3 網路化協同設計支持系統的實現及套用 291
習題 291
第13章 智慧型設計 292
13.1 概述 292
13.1.1 智慧型設計技術的發展 292
13.1.2 智慧型設計系統的功能及體系結構 293
13.1.3 智慧型設計的特點 294
13.2 智慧型設計的研究方法 295
13.2.1 智慧型設計的層次 295
13.2.2 智慧型設計的分類原理——方案智慧型設計 296
13.2.3 智慧型設計的研究方法 297
13.3 知識處理 301
13.3.1 知識表示 301
13.3.2 知識獲取 304
13.4 智慧型設計系統的構建 307
13.4.1 智慧型設計系統的建造 307
13.4.2 智慧型設計系統的關鍵技術 308
13.5 智慧型設計的工程套用 309
13.5.1 智慧型設計系統的功能及體系結構 309
13.5.2 智慧型設計系統的套用——基於VB.NET的圓柱齒輪減速器智慧型設計系統 310
習題 313
參考文獻 314
第1章 緒論 1
1.1 現代設計概述 1
1.1.1 設計及其內涵 1
1.1.2 設計發展的基本階段 2
1.1.3 現代設計與傳統設計 3
1.2 現代設計理論與方法的主要內容及特點 3
1.2.1 現代設計理論與力 法的主要內容 3
1.2.2 現代設計理論與方法的特點 5
1.3 現代產品設計 5
1.3.1 現代產品的特點與設計要求 5
1.3.2 現代產品的設計類型及進程 6
1.4 學習本課程的意義及任務 7
1.4.1 學習本課程的意義 7
1.4.2 學習本課程的方法和任務 8
習題 9
第2章 最佳化設計 10
2.1 概述 10
2.1.1 最佳化設計基本概念 10
2.1.2 最佳化設計的數學模型 11
2.1.3 最佳化問題的分類 17
2.1.4 最佳化設計的疊代算法 17
2.2 最佳化方法的數學基礎 19
2.2.1 二次型與正定矩陣 20
2.2.2 函式的方嚮導數和梯度 21
2.2.3 多元函式的泰勒近似展開式和海森矩陣 23
2.2.4 無約束最佳化問題的極值條件 25
2.2.5 約束最佳化問題的極值條件 26
2.3 一維最佳化方法 28
2.3.1 搜尋區間的確定 29
2.3.2 黃金分割法 30
2.3.3 二次插值法 33
2.4 多維無約束最佳化方法 34
2.4.1 坐標輪換法 36
2.4.2 鮑威爾法 37
2.4.3 梯度法 42
2.4.4 牛頓法 43
2.4.5 變尺度法 44
2.5 約束最佳化方法 49
2.5.1 複合形法 50
2.5.2 懲罰函式法 54
2.6 多目標最佳化方法 60
2.6.1 線性加權組合法 61
2.6.2 功效係數法 62
2.6.3 主要目標法 63
2.7 智慧型最佳化算法 63
2.7.1 遺傳算法 64
2.7.2 粒子群最佳化算法 70
2.7.3 免疫算法 73
2.8 工程最佳化設計套用 77
2.8.1 工程最佳化設計的一般步驟 77
2.8.2 工程最佳化設計實例 77
習題 87
第3章 可靠性設計 88
3.1 概述 88
3.1.1 可靠性科學的發展 88
3.1.2 可靠性的概念及特點 88
3.1.3 可靠性設計的基本內容 89
3.2 可靠性設計常用指標 90
3.3 可靠性設計中常用分布函式 95
3.4 機械強度可靠性設計 102
3.4.1 應力強度分布干涉理論 103
3.4.2 零件強度可靠度的計算 105
3.4.3 零件強度分布規律及分布參數的確定 106
3.4.4 零件工作應力分布規律及分布參數的確定 107
3.4.5 強度可靠性計算條件式與許用可靠度 108
3.4.6 機械零部件強度可靠性設計的套用 109
3.5 疲勞強度可靠性分析 111
3.5.1 疲勞曲線 111
3.5.2 等幅變應力作用下零件的疲勞壽命及可靠度 113
3.5.3 不穩定應力作用下零件的疲勞壽命 115
3.5.4 承受多級變應力作用的零件在給定壽命時的可靠度 116
3.6 系統可靠性設計 117
3.6.1 元件可靠性預測 117
3.6.2 系統可靠性預測 1 18
3.6.3 系統可靠性分配 122
習題 124
第4章 計算機輔助設計 126
4.1 概述 126
4.2 CAD系統 128
4.2.1 CAD系統的硬體 128
4.2.2 CAD系統的軟體 130
4.2.3 CAD系統的形式 132
4.2.4 CAD系統的功能 133
4.3 工程數據的處理方法及CAD程式編制 133
4.3.1 數表的分類及存取 133
4.3.2 線圖的分類及處理 136
4.3.3 列表函式表的插值算法 140
4.3.4 數據的公式擬合方法 145
4.3.5 數據檔案及其套用 147
4.4 機械工程資料庫的創建與套用 147
4.4.1 資料庫與資料庫管理系統 147
4.4.2 關係資料庫管理系統套用實例簡介 148
4.4.3 工程資料庫 149
4.5 計算機圖形處理與三維造型 150
4.5.1 計算機繪製工程圖的常用方法 150
4.5.2 坐標系 151
4.5.3 二維圖形的幾何變換 152
4.5.4 三維造型 157
4.6 專用機械CAD系統的開發及套用 159
4.6.1 二維CAD軟體的二次開發技術 159
4.6.2 三維CAD軟體的二次開發技術 160
習題 163
第5章 有限元法 166
5.1 概述 166
5.2 單元特性的推導方法 168
5.2.1 單元劃分方法及原則 168
5.2.2 單元特性的推導方法 170
5.3 有限元法的工程套用 177
5.3.1 有限元法的解題步驟 177
5.3.2 計算實例 181
5.4 有限元軟體簡介 184
習題 186
第6章 工業造型設計 188
6.1 概述 188
6.1.1 工業造型設計的基本內容與基本要素 188
6.1.2 產品造型設計的原則 189
6.1.3 產品造型的美學內容 189
6.1.4 產品造型設計的程式 190
6.2 造型基礎與美學法則 191
6.2.1 形態要素及其視覺結果 191
6.2.2 產品造型的美學法則 193
6.3 人機工程學簡介 198
6.3.1 人體結構尺寸與造型尺度 198
6.3.2 視覺特徵與顯示器設計 199
6.3.3 控制器的選擇與設計 200
6.3.4 控制台板設計 201
6.4 產品的色彩設計 202
6.4.1 色彩的基本知識 202
6.4.2 產品色彩設計 205
6.5 計算機輔助工業設計 206
6.5.1 計算機輔助工業設計常用的軟體 206
6.5.2 三維軟體製作產品模型實例 207
習題 208
第7章 設計方法學 209
7.1 概述 209
7.2 系統分析設計法 210
7.2.1 技術過程及技術系統 210
7.2.2 功能分析法 212
7.2.3 系統分析設計法設計套用舉例 215
7.3 創造性設計法 217
7.3.1 創造力和創造過程 217
7.3.2 創新思維及其特點和類型 218
7.3.3 常用的創新技法 221
習題 223
第8章 動態設計 224
8.1 概述 224
8.2 動態設計的有關概念和基本原理 225
8.3 軸類部件的動態分析和設計 228
8.3.1 軸類部件的動態分析 228
8.3.2 軸類部件的動態設計 231
習題 233
第9章 反求工程設計 234
9.1 概述 234
9.1.1 反求工程與反求設計的概念 234
9.1.2 反求工程的特點 235
9.1.3 反求工程的發展狀況 236
9.1.4 反求工程設計的套用 237
9.2 反求工程設計的基本內容及原理 238
9.2.1 反求工程設計的基本內容及類型 238
9.2.2 反求工程設計的基本原理 240
9.3 相似理論及相似設計方法簡介 241
9.3.1 相似理論簡介 241
9.3.2 相似設計方法 246
9.4 反求工程的原理與方法 248
9.4.1 設計反求 248
9.4.2 材料反求 249
9.4.3 工藝反求 250
習題 250
第10章 綠色設計 251
10.1 概述 251
10.2 綠色技術 252
10.2.1 綠色產品 253
10.2.2 綠色製造 255
10.3 綠色設計的內容和方法 256
10.3.1 綠色設計的內容 256
10.3.2 綠色設計方法 258
10.3.3 綠色設計的材料選擇 260
10.3.4 綠色設計的關鍵技術 261
10.3.5 綠色設計評價 262
10.3.6 綠色設計的效益和套用分析 264
習題 266
第11章 並行設計 267
11.1 概述 267
11.1.1 並行設計的概念 267
11.1.2 並行設計思想的演化 272
11.1.3 並行設計的技術特點及內涵 273
11.2 並行設計的關鍵技術 275
11.3 並行設計的工程套用 278
習題 283
第12章 協同設計 284
12.1 概述 284
12.1.1 協同設計的概念 284
12.1.2 協同設計的技術特點 284
12.1.3 協同設計的分類 285
12.2 協同設計的關鍵技術與支撐技術 286
12.2.1 協同設計的關鍵技術 286
12.2.2 協同設計的支撐技術 286
12.3 協同設計的工程套用 288
12.3.1 基於網路化協同設計集成模型的建立 288
12.3.2 基於網路化協同設計支持系統的體系結構設計 290
12.3.3 網路化協同設計支持系統的實現及套用 291
習題 291
第13章 智慧型設計 292
13.1 概述 292
13.1.1 智慧型設計技術的發展 292
13.1.2 智慧型設計系統的功能及體系結構 293
13.1.3 智慧型設計的特點 294
13.2 智慧型設計的研究方法 295
13.2.1 智慧型設計的層次 295
13.2.2 智慧型設計的分類原理——方案智慧型設計 296
13.2.3 智慧型設計的研究方法 297
13.3 知識處理 301
13.3.1 知識表示 301
13.3.2 知識獲取 304
13.4 智慧型設計系統的構建 307
13.4.1 智慧型設計系統的建造 307
13.4.2 智慧型設計系統的關鍵技術 308
13.5 智慧型設計的工程套用 309
13.5.1 智慧型設計系統的功能及體系結構 309
13.5.2 智慧型設計系統的套用——基於VB.NET的圓柱齒輪減速器智慧型設計系統 310
習題 313
參考文獻 314
