現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論與方法
定 價(jià)：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(shí)間：2023/1/1
- ISBN：9787568061995
- 出 版 社：華中科技大學(xué)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì),同時(shí)還介紹了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的更高階段--智能設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì), 可靠性設(shè)計(jì)的更高階段--穩(wěn)健設(shè)計(jì), 以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、表面設(shè)計(jì)等,可作為當(dāng)前現(xiàn)代設(shè)計(jì)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(jì)理論列入教材,可作為研究生教材和高年級(jí)本科生教材;2.將配備一定的教學(xué)資源，方便師生使用和推廣。
隨著《中國(guó)制造2025》的頒布實(shí)施和我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，機(jī)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(duì)產(chǎn)品的功能性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面提出了更高的要求，因此，需要廣大從事機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的工程技術(shù)人員盡快掌握更新的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)開發(fā)能力，以滿足不斷增長(zhǎng)的各種社會(huì)需要。
目前研究生課程“現(xiàn)代設(shè)計(jì)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(xué)的教材不多。隨著對(duì)課程內(nèi)容和現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論研究的不斷深入，編者越來越認(rèn)識(shí)到新的適用于研究生教學(xué)的“現(xiàn)代設(shè)計(jì)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(jì)理論與方法的種類多、內(nèi)容廣的特點(diǎn)，編者結(jié)合多年來從事本課程的教學(xué)和科研工作經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在參考同類教材和近年來的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的研究成果基礎(chǔ)上，優(yōu)選了幾類常見、實(shí)用性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)理論和方法，使本書既具有現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論體系，又有所側(cè)重，從而使學(xué)生能在有限的時(shí)間內(nèi)，既能對(duì)本門新興學(xué)科有較全面的了解，又能對(duì)若干重要的設(shè)計(jì)理論和方法有較深入的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，以提高在設(shè)計(jì)過程中的創(chuàng)新思維和技能。
本書可作為高等院校機(jī)電類專業(yè)高年級(jí)本科生、研究生教材，也可作為機(jī)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(dāng)前高校機(jī)械工程學(xué)科建設(shè)和科研工作實(shí)際，充分考慮到研究生階段學(xué)習(xí)特點(diǎn)，結(jié)合機(jī)械工程類研究生必須要掌握的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法，以設(shè)計(jì)為主線，突出系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心理念，與機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展前沿相結(jié)合，引導(dǎo)研究生關(guān)注現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的*新發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)，從而達(dá)到提高研究生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和科學(xué)研究能力的目的。
本書的突出特點(diǎn)是：內(nèi)容和習(xí)題與工程設(shè)計(jì)案例相結(jié)合，有利于學(xué)生掌握研究性學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)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(shí)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(xué)院研究生教材建設(shè)項(xiàng)目的資助，在此表示深深的謝意。
限于編者水平，書中錯(cuò)誤疏漏之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)、指正。
喬雪濤
2022年6月
2004年5月至今在中原工學(xué)院從事先進(jìn)制造技術(shù)的教學(xué)和科研工作，為中國(guó)機(jī)械制造工藝協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)委員。近年來，先后參與完成了國(guó)家863重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重大科技專項(xiàng)、國(guó)家自然基金項(xiàng)目等6個(gè)*項(xiàng)目的研究工作，獲市級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（第2名）1項(xiàng)，獲省級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)（第2名）1項(xiàng)，作為主要起草人，參與制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)11項(xiàng)，發(fā)表論文38篇，為機(jī)械工程省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科梯隊(duì)成員，鄭州市科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)核心骨干成員。目前主持河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目2項(xiàng)，省教育廳自然基金項(xiàng)目2項(xiàng)。
第1章緒論(1)
1.1現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)(1)
1.1.1設(shè)計(jì)發(fā)展的基本階段(1)
1.1.2現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的四個(gè)階段(3)
1.1.3現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求(5)
1.2我國(guó)制造業(yè)的形勢(shì)和發(fā)展(6)
1.3現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造業(yè)的發(fā)展(7)
1.4現(xiàn)代設(shè)計(jì)與信息技術(shù)(11)
1.5機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論與方法的發(fā)展趨勢(shì)(13)
習(xí)題與思考題(15)
第2章設(shè)計(jì)問題的描述與解決(16)
2.1設(shè)計(jì)的任務(wù)和一般過程(16)
2.1.1確定設(shè)計(jì)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(jì)中的知識(shí)獲取和知識(shí)流(22)
2.2.1設(shè)計(jì)中的知識(shí)流(22)
2.2.2知識(shí)流的分類(25)
2.3知識(shí)獲取資源(28)
2.3.1已有知識(shí)(28)
2.3.2新知識(shí)的獲取(29)
2.4分布式資源環(huán)境和知識(shí)服務(wù)(31)
2.4.1知識(shí)服務(wù)(31)
2.4.2智力資源單元(32)
2.4.3智力資源注冊(cè)中心(34)
2.4.4知識(shí)服務(wù)平臺(tái)(34)
2.5全生命周期性能數(shù)字樣機(jī)(35)
習(xí)題與思考題(39)
第3章計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(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(jī)械工程數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建與應(yīng)用(43)
3.4計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)(48)
3.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)(49)
習(xí)題與思考題(50)
第4章計(jì)算機(jī)輔助工程分析(51)
4.1概述(51)
4.1.1計(jì)算機(jī)輔助工程分析的概念(51)
4.1.2計(jì)算機(jī)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(xué)基礎(chǔ)(56)
4.2.1彈性力學(xué)的內(nèi)容(56)
4.2.2彈性力學(xué)問題的分類(58)
4.2.3彈性力學(xué)各類問題的基本方程(59)
4.2.4彈性力學(xué)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?jiǎng)偠染仃?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(jì)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(xí)題與思考題(87)
第5章機(jī)械*優(yōu)化設(shè)計(jì)(90)
5.1概述(90)
5.1.1設(shè)計(jì)變量(91)
5.1.2目標(biāo)函數(shù)(93)
5.1.3約束條件(94)
5.1.4優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型(95)
5.2*優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)(96)
5.2.1泰勒表達(dá)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(biāo)函數(shù)的極值點(diǎn)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(biāo)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(xí)題與思考題(126)
第6章機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)(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(diǎn)(128)
6.1.3機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法(129)
6.1.4機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)容(131)
6.2可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)及常用函數(shù)(132)
6.2.1可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)(132)
6.2.2可靠性設(shè)計(jì)常用的概率分布(136)
6.3機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)(141)
6.3.1可靠性設(shè)計(jì)過程(141)
6.3.2應(yīng)力強(qiáng)度分布干涉理論(143)
6.3.3零件強(qiáng)度可靠度的計(jì)算(145)
6.3.4零件強(qiáng)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(jī)械零部件強(qiáng)度的許用可靠度(148)
6.4疲勞強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)(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(jí)變應(yīng)力作用的零件在給定壽命時(shí)的可靠度(153)
6.5系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)(155)
6.5.1系統(tǒng)可靠性的預(yù)測(cè)(155)
6.5.2系統(tǒng)可靠性分配(162)
6.6可靠性工程設(shè)計(jì)案例(165)
習(xí)題與思考題(167)
第7章機(jī)電產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)(169)
7.1概述(169)
7.2新產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)方法(169)
7.2.1市場(chǎng)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(jì)的過程模型(187)
7.3.1產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)的Y模型(187)
7.3.2模塊化產(chǎn)品平臺(tái)構(gòu)建過程(188)
7.3.3模塊化產(chǎn)品平臺(tái)充實(shí)維護(hù)過程(189)
7.3.4產(chǎn)品配置和產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)過程(189)
7.4建立產(chǎn)品編碼和名稱字典(190)
習(xí)題與思考題(199)
第8章機(jī)電產(chǎn)品動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)與優(yōu)化(200)
8.1概述(200)
8.2動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)基本原理(201)
8.2.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的有關(guān)概念(201)
8.2.2機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟(201)
8.3多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化(202)
8.4工程實(shí)例(202)
8.4.1超重型臥式車床主軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析(202)
8.5.2傳動(dòng)軸系統(tǒng)的建模與動(dòng)態(tài)性能分析(204)
習(xí)題與思考題(205)
第9章產(chǎn)品仿真與數(shù)字樣機(jī)(206)
9.1數(shù)字樣機(jī)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(jī)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(jì)(211)
9.3數(shù)字樣機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)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(jī)仿真的優(yōu)勢(shì)(213)
9.4數(shù)字樣機(jī)的概念(214)
9.4.1數(shù)字樣機(jī)的定義(214)
9.4.2數(shù)字樣機(jī)支撐技術(shù)(215)
9.4.3數(shù)字樣機(jī)的分類與特點(diǎn)(216)
9.4.4數(shù)字樣機(jī)的真實(shí)性(217)
9.5數(shù)字樣機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展(218)
9.5.1數(shù)字樣機(jī)的應(yīng)用(218)
9.5.2數(shù)字樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展(218)
9.6數(shù)字樣機(jī)的性能仿真與分析技術(shù)(220)
9.6.1數(shù)字樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)性能分析(220)
9.6.2數(shù)字樣機(jī)多學(xué)科建模與性能仿真(221)
9.6.3基于數(shù)字樣機(jī)的制造過程仿真技術(shù)(222)
習(xí)題與思考題(224)
第10章機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)(225)
10.1概述(225)
10.2創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(jī)械的創(chuàng)新設(shè)計(jì)(233)
10.3機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)方法(241)
10.3.1機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容和原則(241)
10.3.2機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程(241)
10.3.3工藝動(dòng)作過程和執(zhí)行機(jī)構(gòu)(242)
10.4基于工藝動(dòng)作過程的機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程模型(244)
10.4.1工藝動(dòng)作過程分解(244)
10.4.2機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法研究(245)
10.5機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)評(píng)論(246)
10.5.1機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)評(píng)論的特點(diǎn)(246)
10.5.2機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)評(píng)論的內(nèi)容(247)
10.5.3機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)評(píng)論的主客體和媒介(248)
10.5.4機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)評(píng)論的技巧(248)
10.6TRIZ理論及機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例(249)
10.6.1TRIZ：發(fā)明問題、解決問題理論(249)
10.6.2實(shí)際設(shè)計(jì)案例應(yīng)用——自行車剎車裝置的設(shè)計(jì)(250)
習(xí)題與思考題(251)
參考文獻(xiàn)(252)
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