第1篇 创新设计理论与方法 2
第1章 创新设计的基本概念 2
1.1 创新 2
1.2 创新设计 3
1.3 创新思维的基本方法 3
1.4 创新技法 8
1.5 TRIZ的基本概念 10
第2章 设计中的冲突及其解决原理 16
2.1 概述 16
2.2 物理冲突及其解决原理 17
2.3 技术冲突及其解决原理 20
2.4 利用冲突矩阵实现创新 49
第3章 利用技术进化模式实现创新 52
3.1 概述 52
3.2 技术系统进化模式 53
第4章 计算机辅助创新设计软件(CAI) 59
4.1 概述 59
4.2 创新能力拓展平台CBT/NOVA 60
思考题与习题 64
第2篇 有限元法与应用 66
第5章 弹性力学有限元法的基本思想和特点 66
5.1 弹性力学问题概述 66
5.2 有限元法的基本思想和特点 67
5.3 有限元法的应用领域 68
第6章 弹性力学基本理论 69
6.1 弹性力学中的基本假设 69
6.2 弹性力学中的基本概念 70
6.3 弹性力学的基本方程 72
6.4 平面问题的基础理论 74
第7章 弹性力学有限元法 78
7.1 有限元法的理论基础 78
7.2 有限元法求解问题的基本步骤 78
7.3 有限元基本单元及其特点 80
7.4 单元分析 85
7.5 整体分析 90
7.6 边界约束条件的处理 92
7.7 求解、计算结果的整理和有限元后处理 94
7.8 有限元动力学基本方程 95
7.9 有限元动力学基本分析方法 97
第8章 有限元分析中的若干问题 102
8.1 有限元计算模型的建立 102
8.2 减小解题规模的常用措施 105
第9章 有限元分析应用实例 108
思考题与习题 134
第3篇 优化设计 138
第10章 概述 138
10.1 优化设计与传统设计方法的比较 138
10.2 优化设计的概念及术语 139
10.3 机械优化设计的一般过程 140
10.4 优化设计的数学模型 140
第11章 优化设计的数学基础 145
11.1 等值线(面)的概念 145
11.2 多元函数的梯度与最速下降方向 146
11.3 多元函数的泰勒展开式 147
11.4 二次函数 148
11.5 目标函数的极值与判别条件 149
11.6 优化设计的数值解法及终止准则 152
第12章 一维优化方法 155
12.1 单峰区间及其“高-低-高”几何特征 155
12.2 确定搜索区间的进退法 156
12.3 缩短搜索区间的消去法 157
12.4 黄金分割法 158
第13章 多维无约束优化方法 162
13.1 坐标轮换法 162
13.2 共轭方向法 163
13.3 Powell法 166
13.4 最速下降法(梯度法) 169
13.5 牛顿法 170
13.6 广义牛顿法 171
13.7 变尺度法(DFP法) 171
第14章 约束问题的优化设计方法 174
14.1 内点惩罚函数法 174
14.2 外点惩罚函数法 176
14.3 混合惩罚函数法 177
第15章 机械优化设计的应用 178
15.1 机械优化设计的一般步骤 178
15.2 建立数学模型的基本原则 178
15.3 机床主轴结构的优化设计 180
思考题与习题 182
第4篇 可靠性设计 186
第16章 产品可靠性及其度量指标 186
16.1 产品设计中的可靠性问题 186
16.2 产品质量与可靠性 187
16.3 产品寿命与可靠性统计描述和表达 188
16.4 可靠性度量指标 191
16.5 应用举例 194
16.6 可靠性设计流程 196
第17章 可靠性设计中常用的概率分布 197
17.1 二项分布 197
17.2 泊松(Poisson)分布 198
17.3 正态(Gauss)分布 198
17.4 对数正态分布 199
17.5 威布尔(Weibull)分布 199
17.6 指数分布 200
第18章 机械零件可靠性设计 202
18.1 零件可靠度计算的应力-强度干涉模型 202
18.2 简单机械零件的可靠性设计 205
第19章 机械系统可靠性评估与分配 207
19.1 系统可靠性模型 207
19.2 系统可靠性分配 210
思考题与习题 216
参考文献 218