本書全面繫統地介紹了現代設計理論（計算機輔助設計、優化設計、可靠性設計分析、智能設計、虛擬設計、創新設計、綠色設計、全生命周期設計，以及摩擦學設計、工業設計、動力學設計、表面設計等），通過工程應用實例，加強學生對相關設計理論的理解與設計方法的掌握與運用，以提高大學生的創新設計能力，培養學生勇於探索，勇於開拓的精神和嚴肅認真，實事求是的科學作風。本書同時配套數字資源，方便學生自學。

●第O章 緒論
0.1 機械設計的流程與特點
O.2 設計的重要性
0.2.1 設計在產品開發中的重要地位
O.2.2 設計理論和方法論
O.3 設計理論與方法論發展簡史
0.3.1 萌芽期（19世紀一20世紀40年代）
0.3.2 成型期（20世紀50年代一20世紀60年代）
O.3.3 成熟期（20世紀70年代）
0.3.4 普及期（20世紀80年代以後）
O.4 現代設計方法的內涵
O.5 現代設計方法簡介
O.6 現代設計方法的學習要求
第1章 計算機輔助設計
1.1 計算機輔助設計概述
1.1.1 基本概念
1.1.2 產品集成開發流程
1.1.3 CAD/CAM發展歷程
1.1.4 CAD/CAM繫統簡介
1.1.5 CAD繫統的種類
1.2 計算機輔助設計技術
1.2.1 圖形繫統與圖形標準
1.2.2 圖形幾何變換
1.2.3 幾何造型
1.3 協同設計
1.3.1 協同設計的基本概念
1.3.2 協同設計的支撐技術
1.3.3 協同設計的工作環境
1.3.4 設計實例——超聲波電動機的實時協同設計
第2章 優化設計
2.1 概述
2.2 一維優化方法
2.2.1 搜索區間的確定
2.2.2 一維搜索的試探方法
2.3 無約束優化方法
2.3.1 坐標輪換法
2.3.2 牛頓法
2.4 約束優化方法
2.4.1 遺傳算法
2.4.2 懲罰函數法
2.4.3 復合形法
2.5 多目標優化方法
2.5.1 多目標優化問題
2.5.2 主要目標法
2.5.3 統一目標法
2.6 工程優化設計應用
2.6.1 工程優化設計的一般步驟
2.6.2 工程優化設計實例
第3章 可靠性設計
3.1 機械失效與可靠性
3.1.1 可靠性定義及要點
3.1.2 失效的定義
3.1.3 產品可靠性壽命指標
3.1.4 可靠性特征量
3.2 可靠性設計流程
3.2.1 機械可靠性設計的基本特點
3.2.2 可靠性設計的主要內容
3.2.3 機械可靠性設計流程
3.3 零件靜強度可靠性設計
3.3.1 應力強度干涉模型
3.3.2 可靠度計算方法
3.3.3 應力和強度分布都為正態分布時的可靠度計算
3.3.4 應力和強度分布都為對數正態分布時的可靠度計算
3.3.5 已知應力幅水平、相應的失效循環次數的分布和規定的壽命要求時零件的
可靠度計算
3.3.6 已知強度分布和大應力幅在規定壽命下的零件可靠度計算
3.3.7 疲勞應力下零件的可靠度計算
3.4 零件疲勞強度可靠性設計
3.4.1 疲勞強度可靠性設計基礎
3.4.2 穩定變應力疲勞強度可靠性計算
3.4.3 不穩定變應力疲勞強度可靠度計算
3.5 機械繫統可靠性設計
3.5.1 可靠性預測
3.5.2 繫統可靠性分配
3.6 典型機械零件可靠性設計舉例
3.6.1 機械零件可靠性設計概述
3.6.2 螺栓連接的可靠性設計
3.6.3 軸的剛度可靠性設計
第4章 設計
4.1 法的基本思想與工程應用
4.1.1 法的基本思想
4.1.2 法的工程應用
4.2 彈性力法的基本理論
4.2.1 彈性力學中的基本假設
4.2.2 彈性力學的基本方程
4.2.3 彈性力學的基本原理
4.3 彈性力的一般方法
4.3.1 結構離散化
4.3.2位移模式和形函數
4.3.3特性分析
4.3.4 坐標變換
4.3.5 建立整個結構的平衡方程
4.3.6 邊界條件的處理
4.3.7 求解未知節點位移和應力
4.4 設計分析中的若干問題
4.4.1 離散模型的有效性確認
4.4.2 縮小解題規模的常用措施
4.5 分析軟件應用
4.5.1 分析軟件簡介
4.5.2 分析軟件的基本組成
4.5.3 分析軟件的工作流程
第5章 智能設計
5.1 智能設計概述
5.1.1 智能設計的產生與領域
5.1.2 智能設計繫統的功能構成
5.2 知識處理
5.2.1 知識的表示
5.2.2 知識獲取
5.2.3 知識的應用
5.2.4 知識處理應用實例
5.3 智能設計繫統構造方法
5.3.1 智能設計繫統的復雜性
5.3.2 智能設計繫統建造過程
第6章 虛擬設計
6.1 虛擬現實技術概述
6.1.1 虛擬現實的定義、特征及組成
6.1.2 虛擬現實VR、增強現實AR與混合現實MR
6.1.3 虛擬現實技術的主要應用領域
6.1.4 虛擬現實技術發展趨勢及重點應用領域
6.2 虛擬現實技術體繫結構
6.2.1 虛擬現實技術與計算機仿真的關繫
6.2.2 虛擬現實技術體繫結構
6.2.3 虛擬現實繫統的分類
6.2.4 虛擬設計/制造繫統的體繫結構
6.3 虛擬現實硬件基礎
6.3.13 D位置跟蹤器
6.3.2 傳感手套
6.3.3 三維鼠標
6.3.4 數據衣
6.3.5 觸覺和力反饋的裝置
6.3.6 立體顯示設備
6.3.73 D聲音生成器
6.4 虛擬設計建模基礎
6.4.1 建模概論

本書介紹現代設計理論與方法，現代設計的概念、基本理論和應用技術，內容包括計算機輔助設計、優化設計、可靠性設計設計、智能設計、虛擬設計、創新設計、綠色設計、全生命周期設計等。本書內容豐富，具有繫統性、優選性和實用性，並通過工程應用實例，加強讀者對相關設計理論的理解與設計方法的掌握和運用。 本書取材新穎，內容充實，反映了編著者長期的研究成果和國內外的研究進展，可作為高等學校機械類各專業及其他相關專業高年級本科生的教材，也可作為工程技術人員繼續教育的培訓教材或研究生的學習參考書。

陳定方，盧全國 著