机械设计工程师资格考试培训教材：现代机械设计方法

　　前言 
　　第1章 绪论 
　　1.1 引言 
　　1.2 产品设计过程 
　　1.2.1 设计过程及其特点 
　　1.2.2 设计工作阶段和工作方法 
　　1.2.3 概念设计与参数设计 
　　1.2.4 结构设计，模块化、系列化和组合化设计 
　　1.2.5 产品造型设计和人机工程设计 
　　1.3 机械设计理论与方法 
　　1.3.1 机械设计学科 
　　1.3.2 现代设计理论与方法的学科领域 
　　习题 
　　参考文献 
　　第2章 产品生命周期设计 
　　2.1 引言 
　　2.2 产品生命周期设计的基本概念 
　　2.2.1 产品的生命周期 
　　2.2.2 产品生命周期设计 
　　2.2.3 生命周期设计的组成 
　　2.2.4 生命周期设计的实施模式 
　　2.3 面向材料选择的设计 
　　2.3.1 绿色材料的基本概念 
　　2.3.2 绿色材料的评价 
　　2.3.3 材料的选择设计方法 
　　2.4 面向产品质量的设计 
　　2.4.1 产品生命周期的质量设计模型 
　　2.4.2 面向产品质量设计与控制的主要方法 
　　2.4.3 产品设计质量的模糊评价 
　　2.5 面向环境的设计 
　　2.5.1 概述 
　　2.5.2 面向拆卸的设计 
　　2.5.3 面向回收的设计 
　　2.5.4 面向维修的设计 
　　2.6 产品生命周期设计的评价 
　　2.6.1 lca的概念 
　　2.6.2 lca的分析方法 
　　2.7 生命周期设计的关键技术 
　　2.7.1 生命周期设计的数据库和知识库 
　　2.7.2 生命周期设计用的几种工作软件及其开发 
　　习题  
　　参考文献 
　　第3章 创新设计 
　　3.1 概述 
　　3.2 创新设计的概念 
　　3.2.1 设计理论分层 
　　3.2.2 常规设计与创新设计 
　　3.2.3 创新设计过程 
　　3.2.4 解的分级 
　　3.3 产品设计中的冲突 
　　3.3.1 冲突的分类 
　　3.3.2 triz中的冲突分类 
　　3.3.3 产品设计中的冲突实例 
　　3.3.4 技术冲突的通用化 
　　3.3.5 物理冲突 
　　3.3.6 技术冲突与物理冲突 
　　3.4 冲突解决原理 
　　3.4.1 发明原理 
　　3.4.2 冲突矩阵 
　　3.4.3 技术冲突问题解决的过程 
　　3.4.4 技术冲突解决的工程应用 
　　3.5 物理冲突解决原理 
　　3.5.1 物理冲突的类型 
　　3.5.2 分离原理 
　　3.5.3 分离原理与发明原理的关系 
　　参考文献 
　　第4章 机械动态设计 
　　4.1 引言 
　　4.1.1 机械动态设计的含义 
　　4.1.2 机械动态设计的主要内容及其关键技术 
　　4.1.3 机械动态设计的发展 
　　4.2 机械结构振动理论基础 
　　4.2.1 单自由度振动系统分析 
　　4.2.2 多自由度振动系统分析 
　　4.2.3 非线性振动系统简介 
　　4.3 机械结构动力学建模与参数识别 
　　4.3.1 动力学建模的一般方法 
　　4.3.2 有限元动力学建模方法 
　　4.3.3 实验模态分析建模方法 
　　4.3.4 动力学参数识别 
　　4.4 机械结构动力学修改与动力学优化设计 
　　4.4.1 结构动力学修改的灵敏度分析原理 
　　4.4.2 结构动力学修改的矩阵摄动迭代法 
　　4.4.3 结构动力学修改的工程应用 
　　4.4.4 结构动态优化设计原理与方法 
　　4.5 机械减振、振动利用与振动控制设计 
　　4.5.1 被动隔振的基本原理 
　　4.5.2 被动消振的基本原理 
　　4.5.3 主动隔振、振动利用简介 
　　习题 
　　参考文献 
　　第5章 有限元设计 
　　5.1 引言 
　　5.1.1 概述 
　　5.1.2 结构分析和有限元法 
　　5.1.3 有限元的基本思想和特点 
　　5.1.4 有限元在工程设计中的应用 
　　5.1.5 cae技术与有限元 
　　5.2 弹性力学的基本理论 
　　5.2.1 弹性力学的基本概念 
　　5.2.2 弹性力学的基本方程 
　　5.2.3 平面应力和平面应变问题 
　　5.2.4 弹性力学的基本原理 
　　5.3 单元的类型及其插值函数 
　　5.3.1 概述 
　　5.3.2 单元的类型 
　　5.3.3 单元的插值函数 
　　5.4 弹性力学中的有限元法 
　　5.4.1 有限元模型的建立 
　　5.4.2 单元特性分析 
　　5.4.3 整体分析 
　　5.4.4 边界约束条件的处理 
　　5.4.5 求解、计算结果的整理和有限元后处理 
　　5.4.6 算例 
　　5.5 等参元和数值积分 
　　5.5.1 等参变换和单元矩阵的变换 
　　5.5.2 四节点四边形等参元 
　　5.5.3 数值积分 
　　5.6 轴对称问题和空间问题的有限元分析 
　　5.6.1 轴对称问题的有限元分析 
　　5.6.2 空间问题的有限元分析 
　　5.6.3 体积坐标 
　　5.7 结构动力学的有限元分析 
　　5.7.1 弹性动力学问题的基本方程和动力学有限元法的基本步骤 
　　5.7.2 结构自振频率和振型 
　　5.7.3 质量矩阵和阻尼矩阵 
　　5.7.4 动力响应的求解 
　　5.8 有限元设计分析中的若干问题 
　　5.8.1 有限元计算模型的建立 
　　5.8.2 减小解题规模的常用措施 
　　5.8.3 网格自动生成和误差估计 
　　5.9 有限元分析软件 
　　5.9.1 国外有限元分析软件的概况 
　　5.9.2 ansys有限元分析软件介绍 
　　5.9.3 ansys软件分析实例 
　　习题 
　　参考文献 
　　第6章 稳健设计 
　　6.1 稳健设计的基本概念 
　　6.1.1 产品的质量问题 
　　6.1.2 产品的质量特性与评价指标 
　　6.1.3 产品质量的稳健性与稳健设计 
　　6.2 损失模型法 
　　6.2.1 概述 
　　6.2.2 两个基本工具 
　　6.2.3 taguchi稳健设计 
　　6.3 响应面模型法 
　　6.3.1 概述 
　　6.3.2 响应面模型的试验设计 
　　6.3.3 响应面模型的建立 
　　6.3.4 基于响应面模型的稳健设计 
　　6.4 容差模型法 
　　6.4.1 概述 
　　6.4.2 容差分析 
　　6.4.3 容差模型 
　　6.4.4 基于容差模型的稳健设计 
　　6.5 随机模型法 
　　6.5.1 概述 
　　6.5.2 稳健设计的随机模型 
　　6.5.3 随机模型的计算方法 
　　习题 
　　参考文献 
　　第7章 优化设计 
　　7.1 引言 
　　7.1.1 最优化在机械产品设计中的作用 
　　7.1.2 优化设计的分类 
　　7.1.3 优化设计的一般工作方法 
　　7.1.4 优化设计的发展与趋势 
　　7.2 优化设计建模 
　　7.2.1 概述 
　　7.2.2 优化设计的基本术语 
　　7.2.3 优化设计数学模型的格式 
　　7.3 优化设计模型的基本概念 
　　7.3.1 函数的梯度 
　　7.3.2 局部近似函数 
　　7.3.3 凸集和凸函数 
　　7.3.4 约束可行域 
　　7.3.5 约束最优解 
　　7.4 优化计算方法 
　　7.4.1 概述 
　　7.4.2 约束优化计算方法 
　　7.4.3 无约束优化计算方法 
　　7.4.4 遗传优化计算方法 
　　7.4.5 优化计算方法程序 
　　7.5 优化设计的实施与实例 
　　7.5.1 优化设计的建模步骤 
　　7.5.2 优化计算方法的选择 
　　7.5.3 收敛精度的选择 
　　7.5.4 优化计算结果的分析 
　　习题 
　　参考文献 
　　第8章 可靠性设计 
　　8.1 可靠性基本概念 
　　8.1.1 可靠性定义 
　　8.1.2 可靠性特征量 
　　8.2 可靠性设计方法 
　　8.2.1 可靠性设计 
　　8.2.2 机械零部件可靠性设计 
　　8.2.3 系统可靠性设计 
　　8.2.4 系统冗余技术 
　　8.2.5 提高机械系统可靠性的措施 
　　8.3 产品可靠性评估 
　　8.3.1 可靠性模型 
　　8.3.2 系统可靠性评估 
　　8.3.3 可靠性试验 
　　8.4 产品故障分析技术 
　　8.4.1 故障模式与分析 
　　8.4.2 故障树分析方法 
　　8.5 产品的使用可靠性分析 
　　8.5.1 使用可靠性与维修 
　　8.5.2 维修性设计 
　　习题 
　　参考文献 
　　附录 冲突矩阵

　　    《机械设计工程师资格考试培训教材：现代机械设计方法》内容包括产品生命周期设计、创新设计、机械动态设计、有限元设计、稳健设计、优化设计和可靠性设计等，是现代设计理论与方法学分支学科中的几个重要内容。本书所选择的几个内容具有通用性和适于各种专业产品设计应用的特点，既可以对技术产品的某项特性作出定量描述，又有完整的计算方法和步骤（或程序），而且其设计结果有实际应用价值，比传统的设计方法更具有科学性和合理性。
　　    《机械设计工程师资格考试培训教材：现代机械设计方法》为机械设计工程师资格考试培训教材，也可供高等院校机械类专业师生和有关工程技术人员参考。