內容簡介

本書為“十三五”國家重點出版物出版規劃項目——現代機械工程繫列精品教材。

本書在保持原來的體繫結構不變的基礎上，根據當今科技的發展和教學改革的需要做了調整。修訂時兼顧了現代與傳統、實踐與理論、設計與開發、需求與創新等方面，對各章都重新進行了編寫，並更新了相應的軟件。

本書重點介紹了優化設計、可靠性設計法、機械動態設計、機械創新設計、人工神經網絡、工程遺傳算法、人工智能的深度學習方法、相似理論及相似設計法，簡單介紹了價值工程、優勢設計等22種現代設計方法。在*2章單獨增加了“知識拓展”的內容，著重簡介了兩本很有特點的教材，以利讀者學習。

本書可作為高等工科院校機電工程類專業學生的教材，也可供各行業的工程技術人員參考。

  目錄

目錄

前言

*1章緒論1

1*1現代設計1

1*1*1設計的概念1

1*1*2現代設計的概念1

1*1*3現代設計的特點1

1*2機械產品設計3

1*2*1現代機械3

1*2*2創新產品開發4

1*2*3機械產品設計的三個階段4

1*2*4機械產品設計的一般進程6

1*3部分現代設計方法簡介8

1*3*1價值工程8

1*3*2工業產品藝術造型設計8

1*3*3人機工程9

1*3*4並行工程9

1*3*5模塊化設計10

1*3*6摩擦學設計10

1*3*7三次設計11

1*3*8反求工程設計11

1*3*9優勢設計12

1*3*10產品生命周期設計17

1*3*11穩健性設計21

1*3*12公理設計22

1*3*13概念設計22

1*3*14質量功能配置設計方法23

1*3*15模糊設計24

1*3*16機械疲勞設計24

1*3*17蟻群算法26

1*3*18模擬退火算法28

1*3*19機械的熱效應設計30

1*3*20維修性設計32

1*3*21粒子群優化算法33

1*3*22虛擬設計技術33

習題34

參考文獻34

*2章設計方法學——產品設計35

2*1概述35

2*1*1設計方法學的含義35

2*1*2設計方法學的研究對像35

2*2技術繫統及其確定36

2*2*1技術繫統36

2*2*2信息集約37

2*2*3調研預測37

2*2*4可行性報告38

2*3繫統化設計38

2*3*1功能分析38

2*3*求解39

2*3*3方案綜合40

2*3*4設計工具40

2*4評價決策44

2*4*1評價目標樹44

2*4*2評分法44

2*4*3技術—經濟評價法45

2*4*4模糊評價法47

2*5設計實例49

2*5*1現代設計的目標49

2*5*2設計實例——專門化數控磨床方案

設計50

知識拓展

《機械設計學》（第3版）簡介55

《產品設計與開發(原書第6版)》簡介55

習題56

參考文獻56

第3章優化設計57

3*1概述57

3*1*1優化設計的發展及應用57

3*1*2傳統設計與優化設計57

3*1*3優化設計的數學模型58

3*1*4優化設計的分類60

3*2一維搜索60

3*2*1迭代算法及終止準則60

3*2*2一維搜索流程61

3*3無約束優化算法63

3*3*1梯度法63

3*3*2牛頓法64

3*3*3小結64

3*4約束優化算法66

3*4*1復合形法66

3*4*2懲罰函數法69

3*5應用實例72

3*5*1優化工具箱中的函數72

3*5*2有邊界非線性*小化72

3*5*3線性規劃及其優化函數73

3*5*4無約束非線性及其優化函數74

3*5*5帶約束非線性*小化75

3*5*6優化設計實例76

習題78

參考文獻78

目錄現代設計方法*2版第4章可靠性設計79

4*1概述79

4*1*1可靠性的概念和可靠性設計

特點79

4*1*2可靠性設計中常用的特征量79

4*2結構可靠性設計81

4*2*1應力*強度干涉模型81

4*2*2結構可靠度分析方法85

4*3繫統的可靠性設計89

4*3*1典型繫統可靠性模型90

4*3*2繫統的可靠性預測90

4*3*3繫統的可靠性分配92

4*4機械產品可靠性試驗93

4*4*1可靠性試驗的分類94

4*4*2可靠性壽命試驗的設計95

習題95

參考文獻96

第5法97

5*1概述97

5*1*法的基本思想97

5*1*法的起源和發展98

5*1*的基本術語98

5*1*分析步驟與示例100

5*法基礎理論103

5*2*1結構靜力分析103

5*2*2結構動力分析110

5*2*3結構非線性分析112

5*軟件及其應用115

5*3*軟件的發展115

5*3*2ANSYS分析流程116

5*3*3ANSYS實例117

習題125

參考文獻127

第6章機械動態設計128

6*1概述128

6*2理論建模方法129

6*2的運動方程129

6*2*2坐標繫與坐標變換135

6*2*3特征值問題的求解137

6*2*4應用實例137

6*3試驗建模方法140

6*3*1機械阻抗與頻響函數141

6*3*2振動繫統頻率響應函數圖示法143

6*3*3傳遞函數測量的模態分析145

6*3*4不同激勵方式的選用146

6*3*5實模態和復模態的參數識別146

6*3*6應用實例147

習題150

參考文獻151

第7章機械創新設計152

7*1概述152

7*2傳統創新方法152

7*2*1試錯法152

7*2*2頭腦風暴法153

7*2*3奧斯本檢核表法156

7*2*4形態分析法158

7*3創新思維與方法159

7*3*1*終理想解159

7*3*2九屏幕法160

7*3*3尺寸*時間*成本分析（STC

算子）161

7*3*4金魚法162

7*3*5小人法164

7*3*6創新思維方法綜合運用165

7*4TRIZ理論矛盾及其解決方法165

7*4*139個通用工程參數166

7*4*2阿奇舒勒衝突矩陣168

7*4*340條發明原理169

7*4*4四大分離原理172

7*4*5確定問題的領域解175

7*4*6紡織裝備與TRIZ理論175

7*5總結176

習題176

參考文獻176

第8章人工神經網絡177

8*1概述177

8*1*1什麼是人計算177

8*1*2人工神經網絡計算的特點179

8*1*3人工神經網絡的應用179

8*2BP神經網絡181

8*2*1網絡結構181

8*2*2網絡運算與傳遞函數181

8*2*3誤差反向傳播182

8*2*4網絡訓練與測試183

8*2*5小結184

8*3RBF神經網絡184

8*3*1徑向基函數184

8*3*2RBF神經網絡結構185

8*3*3RBF網絡的具體實現185

8*3*4RBF網絡的學習算法186

8*3*5其他徑向基神經網絡介紹187

8*4應用實例187

8*4*1問題背景187

8*4*2神經網絡建模188

8*4*3柴油機故障診斷的實現189

習題192

參考文獻193

第9章工程遺傳算法194

9*1概述194

9*1*1什麼是遺傳算法194

9*1*2遺傳算法的特點195

9*1*3遺傳算法的應用195

9*2簡單遺傳算法195

9*2*1遺傳算法的基本算子196

9*2*2遺傳算法算例197

9*2*3遺傳算法的數學描述199

9*2*4參數編碼與適應度函數199

9*3遺傳算法的理論基礎200

9*3*1綱的相關基本概念200

9*3*2綱的相關理論201

9*4應用實例203

9*4*1冗餘機器人的運動學反向解

問題描述203

9*4*2MATLAB程序求解203

習題208

參考文獻208

*10章人工智能的深度學習方法209

10*1概述209

10*1*1深度學習簡介209

10*1*2常見深度學習網絡模型210

10*2卷積神經網絡211

10*2*1卷積層212

10*2*2池化層214

10*2*3三維數據處理215

10*3基於MATLAB卷積神經網絡的

手寫體數字識別216

10*3*1加載並瀏覽圖像數據216

10*3*2創建卷積神經網絡217

10*3*3卷積神經網絡實例擴展220

習題221

參考文獻221

*11章相似理論及相似設計法222

11*1對應論及機械工程中的相似現像222

11*1*1對應論222

11*1*2機械工程領域的相似性現像222

11*2相似理論225

11*2*1物理量相似225

11*2*2現像相似與物理量相似228

11*2*3相似三定理229

11*2*4相似三定理的配合使用233

11*3相似準則的導出方法233

11*3*1定律分析法234

11*3*2方程分析法234

11*3*3量綱分析法236

11*4相似設計法239

11*4*1繫列化產品設計240

11*4*2試驗模型設計243

習題247

參考文獻247