现代设计方法基础
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作者： 孟宪颐主编
出 版 社： 机械工业出版社
出版时间： 2009-1-1字数： 314000版次： 1页数： 196印刷时间： 2009-01-01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787111253495包装： 平装内容简介
本书主要介绍常用的现代设计方法的基本原理，特别是有限元法、优化设计和可靠性的基础知识和求解机械工程问题的步骤。
第1章简要介绍了现代设计方法产生和发展的背景及其特点；第2章介绍了有限元方法的基本原理，特别是结合工程机械，着重介绍了平面问题、杆件结构、板壳问题、空间问题以及动态问题的求解原理，并分别结合目前流行的结构分析软件ANSYS给出一些求解实例；第3章介绍了优化设计的基本概念和原理，以及几种常用的优化设计方法的原理和求解步骤，对机械优化设计中的一些常见问题的处理也作了简要介绍，举例说明了机械结构和机构两大类型的优化设计数学模型的建立过程；第4章介绍了可靠性工程的基础知识、机械零件的可靠性设计、系统可靠性设计、疲劳强度的可靠性分析及可靠性试验的原理和方法；第5章简要介绍了其他一些常用的现代设计方法。
本书可作为高等学校机械类专业本科生及研究生的教材，也可供有关工程技术人员阅读与参考。
目录
前言
第1章绪论
1.1概述
1.2现代设计方法的特点
1.3本书内容
第2章有限元法基础
2.1有限元法简介
2.1.1有限元法的产生及基本思想
2.1.2有限元法的分析过程
2.1.3有限元法在工程中的应用
2.2弹性力学基础知识
2.2.1弹性力学平面问题
2.2.2弹性力学基本方程
2.3弹性平面问题的有限元法
2.3.1结构离散及单元划分
2.3.2三角形单元分析
2.3.3整体分析
2.3.4有限元分析应注意的几个问题
2.3.5平面问题应用实例
2.4二维梁单元
2.4.1平面梁单元的刚度矩阵
2.4.2整体坐标的单元刚度矩阵
2.4.3非节点载荷的移置
2.4.4框架问题应用实例
2.5空间问题
2.5.14节点四面体单元的刚度矩阵
2.5.2单元的等效节点载荷
2.5.3空间问题应用实例
2.6薄板、壳问题
2.6.1薄板弯曲的基本概念和基本方程
2.6.2薄板问题的有限元法
2.6.3薄壳问题的有限元法
2.6.4薄板、壳问题应用举例
2.7动力问题
2.7.1结构的动力方程
2.7.2质量矩阵和阻尼矩阵
2.7.3结构的自振频率和振型
2.7.4结构的动力问题分析实例
思考题
习题
第3章优化设计
3.1概述
3.2优化设计的数学模型
3.2.1设计变量与设计空间
3.2.2约束
3.2.3目标函数
3.2.4数学模型
3.3优化设计基本方法
3.4一维搜索方法
3.4.1确定初始区间的方法
3.4.20.618法（黄金分割法）
3.5无约束优化设计方法
3.5.1Powell法
3.5.2变尺度法
3.6约束优化设计方法
3.6.1复合形法
3.6.2惩罚函数法
3.7机械优化设计的几个问题
3.7.1尺度变换
3.7.2多目标问题
3.7.3离散优化设计问题
3.7.4机械优化设计的一般步骤
3.8应用举例
3.8.1连杆机构的优化设计
3.8.2机械结构优化设计
3.9ANSYS优化设计介绍
思考题
习题
第4章可靠性工程
第5章其他现代设计方法简介
附录
参考文献
书摘插图
第1章绪论
1.1 概述
在当今世界，随着科学技术的飞速发展，新的领域不断被开辟；新技术不断涌现，促进了经济的高速发展。同时，也使企业间的竞争日益激烈，而且这种竞争已成为世界范围内技术水平、经济实力的全面竞争，这种竞争必然促进生产力的提高，促进设计方法和手段的改进。现代设计方法就是在这样的社会竞争下发展起来的。
从20世纪50年代开始，随着计算机技术的发展和新的设计思想及理念的出现，一些先进的设计方法得到了发展，并首先在发达国家得到了推广和应用，20世纪70年代后期，随着我国的改革开放，这些方法也逐渐被我国的学术界和工程界所重视。最早得到重视和应用的是有限元法、优化设计、可靠性、CAD等技术，这些方法在工程设计的各个方面都有应用。可以说，20世纪以来是设计方法发生巨大变革的时期，新的设计方法已经或将对工程
设计领域产生非常重大和深远的影响。
设计随着时代的变化而发展，通常用“传统设计”与“现代设计”来分别指过去和当前的设计方法。那么，现代设计方法与传统设计方法有什么区别呢？传统设计方法是一种经历了直觉设计、经验设计、半经验半理论设计3个阶段并于20世纪50年代后期形成的，至今仍被广泛采用的设计方法，也称之为经典的设计方法．传统设计方法基本上是凭借直接或间接的经验，通过类比法来确定方案，然后以机械零件的强度和刚度理论对确定的形状和尺寸进行必要的计算和验算，以满足限定的约束条件的。……