目 錄
第1章 緒論 1
1.1 機(jī)電產(chǎn)品的組成、發(fā)展趨勢(shì)及研究?jī)?nèi)容 1
1.1.1 機(jī)電產(chǎn)品的組成 1
1.1.2 機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì) 3
1.1.3 機(jī)電產(chǎn)品的研究?jī)?nèi)容 6
1.2 設(shè)計(jì)方法的發(fā)展與一般設(shè)計(jì)理論 7
1.2.1 設(shè)計(jì)方法的發(fā)展 7
1.2.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論 9
1.3 機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)介紹 14
1.3.1 機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法 14
1.3.2 本書的組成結(jié)構(gòu) 16
第2章 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的理論基礎(chǔ) 18
2.1 解決復(fù)雜問(wèn)題的方法論 18
2.1.1 方法論的定位 18
2.1.2 現(xiàn)代方法論的內(nèi)容 20
2.1.3 方法論的應(yīng)用 24
2.2 數(shù)學(xué)建�；�礎(chǔ) 25
2.2.1 數(shù)學(xué)體系的統(tǒng)一性與層次性 25
2.2.2 數(shù)學(xué)建�；�礎(chǔ) 26
2.3 智能建模基礎(chǔ) 30
2.3.1 人工智能的產(chǎn)生和內(nèi)容 30
2.3.2 符號(hào)智能 35
2.3.3 計(jì)算智能 38
2.3.4 認(rèn)知智能 39
2.4 系統(tǒng)建�；�礎(chǔ) 41
2.4.1 系統(tǒng)建模的需求與內(nèi)容 41
2.4.2 MBSE建模方法 42
2.4.3 數(shù)字孿生建模方法 43
2.5 工業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程 48
2.5.1 工業(yè)軟件的發(fā)展與分類 48
2.5.2 軟件的基本組成 49
2.5.3 軟件開(kāi)發(fā)的基本流程（軟件工程） 52
第3章 需求與概念設(shè)計(jì)方法 54
3.1 概念設(shè)計(jì)內(nèi)容及模式 54
3.1.1 概念設(shè)計(jì)內(nèi)容 54
3.1.2 概念設(shè)計(jì)模式 54
3.2 SysML建模方法 55
3.2.1 SysML基本組成 55
3.2.2 SysML建模過(guò)程 57
3.3 SysML軟件及其應(yīng)用 60
3.3.1 SysML軟件 60
3.3.2 基于SysML的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例 63
3.4 QFD分析法 67
3.4.1 QFD基本原理 67
3.4.2 質(zhì)量屋的結(jié)構(gòu)與參數(shù)計(jì)算 68
3.5 QFD軟件與應(yīng)用實(shí)例 70
3.5.1 QFD軟件 70
3.5.2 應(yīng)用實(shí)例 71
第4章 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法 74
4.1 CAD的功能與系統(tǒng)構(gòu)成 74
4.1.1 CAD的功能與分類 74
4.1.2 CAD發(fā)展趨勢(shì)與系統(tǒng)構(gòu)成 74
4.2 曲線的表達(dá)與處理 78
4.2.1 曲線表達(dá)基礎(chǔ) 78
4.2.2 Hermite曲線 84
4.2.3 Bezier曲線 85
4.2.4 B樣條曲線 87
4.2.5 NURBS曲線 89
4.3 曲面的表達(dá) 89
4.3.1 雙線性曲面 90
4.3.2 COONS曲面 91
4.3.3 NURBS曲面 91
4.3.4 插值曲面 92
4.4 CAD建模方法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 94
4.4.1 CAD建模方法 94
4.4.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 95
4.5 反求建模與應(yīng)用 101
4.5.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 101
4.5.2 反求建模與分析算法 103
4.5.3 軟件實(shí)現(xiàn) 106
4.6 CAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù) 108
4.6.1 基于商用軟件的二次開(kāi)發(fā) 108
4.6.2 基于CAD內(nèi)核的軟件開(kāi)發(fā) 109
第5章 有限元設(shè)計(jì)方法 112
5.1 有限元法簡(jiǎn)介 112
5.1.1 有限元法的產(chǎn)生與解決的工程問(wèn)題 112
5.1.2 有限元系統(tǒng)的組成與發(fā)展 114
5.2 有限元力學(xué)建模 117
5.2.1 彈性力學(xué)的建模方法 117
5.2.2 彈性問(wèn)題三大方程的推導(dǎo) 120
5.2.3 力學(xué)模型的三種表示 124
5.3 有限元求解的數(shù)學(xué)原理 126
5.3.1 數(shù)學(xué)求解的一般過(guò)程與方法 126
5.3.2 伽遼金法 127
5.3.3 變分法 130
5.4 有限元建模與求解過(guò)程 132
5.4.1 有限元求解過(guò)程 132
5.4.2 單元類型與形函數(shù)的構(gòu)造 136
5.4.3 網(wǎng)格劃分方法 140
5.5 有限元軟件的應(yīng)用實(shí)例與二次開(kāi)發(fā) 143
5.5.1 有限元軟件的應(yīng)用實(shí)例 143
5.5.2 有限元復(fù)雜問(wèn)題求解的二次開(kāi)發(fā) 146
第6章 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 149
6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的框架與模型 149
6.1.1 基于仿真的優(yōu)化設(shè)計(jì)框架 149
6.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本模型 151
6.1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)的代理體模型 152
6.1.4 優(yōu)化問(wèn)題的分類 156
6.2 優(yōu)化模型的處理方法與求解策略 158
6.2.1 多目標(biāo)處理 158
6.2.2 約束處理 160
6.2.3 優(yōu)化模型的求解策略 163
6.3 優(yōu)化模型的數(shù)值求解方法 165
6.3.1 梯度法 165
6.3.2 牛頓法及擴(kuò)展 167
6.4 優(yōu)化模型的搜索求解方法 170
6.4.1 搜索空間的生成 170
6.4.2 搜索求解方法 174
6.5 優(yōu)化模型的智能求解方法 176
6.5.1 智能求解方法概述 176
6.5.2 遺傳算法 177
6.6 多學(xué)科優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn) 183
6.6.1 多學(xué)科優(yōu)化方法的軟件實(shí)現(xiàn)框架 183
6.6.2 多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用案例 184
第7章 可靠性設(shè)計(jì)方法 186
7.1 可靠性的研究?jī)?nèi)容與特征量 186
7.1.1 可靠性的研究?jī)?nèi)容 186
7.1.2 可靠性特征量 187
7.2 可靠性分析方法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 188
7.2.1 常用概率分布 188
7.2.2 蒙特卡羅仿真 190
7.3 機(jī)械強(qiáng)度的可靠性設(shè)計(jì) 192
7.3.1 機(jī)械強(qiáng)度的可靠性設(shè)計(jì)框架 192
7.3.2 應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型 192
7.3.3 正態(tài)分布函數(shù)的零部件強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì) 194
7.3.4 差變系數(shù)和安全系數(shù) 197
7.4 機(jī)械系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 198
7.4.1 機(jī)械系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)框架 198
7.4.2 機(jī)械系統(tǒng)的可靠性模型 198
7.4.3 可靠性分配 199
7.4.4 可靠性預(yù)計(jì) 201
7.5 故障分析技術(shù) 204
7.5.1 故障模式與故障分析 204
7.5.2 故障樹(shù)分析方法 206
7.5.3 故障模式和影響及危害性分析 211
7.6 電子系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 212
7.6.1 電子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方法 212
7.6.2 軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方法 213
7.7 可靠性設(shè)計(jì)分析軟件介紹 218
第8章 基于知識(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法 221
8.1 基于知識(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念與框架 221
8.1.1 基于知識(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念 221
8.1.2 基于知識(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)框架 222
8.2 設(shè)計(jì)信息與設(shè)計(jì)知識(shí) 222
8.2.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的信息 222
8.2.2 設(shè)計(jì)信息模型 226
8.2.3 設(shè)計(jì)知識(shí)的概念 229
8.3 基于專家系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法 230
8.3.1 專家系統(tǒng)的概念 230
8.3.2 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理 231
8.3.3 專家系統(tǒng)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)的困難 231
8.3.4 產(chǎn)生式規(guī)則專家系統(tǒng) 233
8.3.5 不確定性推理 236
8.3.6 事實(shí)庫(kù)和解釋機(jī)制 238
8.3.7 專家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)例 239
8.4 基于知識(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)綜合實(shí)例 246
8.4.1 電站給水加熱設(shè)備知識(shí)分類與獲取 246
8.4.2 電站給水加熱設(shè)備的知識(shí)規(guī)范化表示 247
8.4.3 電站給水加熱設(shè)備的設(shè)計(jì)平臺(tái)框架 248
8.4.4 參數(shù)化和變型設(shè)計(jì)方法 249
8.4.5 產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程 250
第9章 網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)方法 252
9.1 網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)的概念和特點(diǎn) 252
9.1.1 網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)的概念和體系結(jié)構(gòu) 252
9.1.2 網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)例 252
9.1.3 網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 255
9.2 并行協(xié)同設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型 255
9.2.1 初級(jí)圖形交換規(guī)范（IGES） 255
9.2.2 產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)（STEP） 256
9.3 并行工程和基于DFX的協(xié)同設(shè)計(jì)方法 260
9.3.1 并行工程簡(jiǎn)介 260
9.3.2 面向集成的DFX技術(shù) 260
9.4 網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)的支撐軟件 263
9.4.1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能介紹 263
9.4.2 產(chǎn)品全生命周期管理平臺(tái)功能簡(jiǎn)介 267
9.4.3 基于PLM軟件平臺(tái)Teamcenter實(shí)現(xiàn)工程協(xié)同設(shè)計(jì) 268
參考文獻(xiàn) 270