現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法

序

前言

第一章 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法概述

第一節(jié) 注射模CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

第二節(jié) 鑄造模CAD/CAE技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

第三節(jié) 級進(jìn)模CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

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本書是《材料加工CAD/CAM基礎(chǔ)》的延伸和擴(kuò)展。扼要地介紹注射模、鑄造模和級進(jìn)模設(shè)計(jì)和分析軟件生成原理的基礎(chǔ)上全面講授注射模三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，注射流動、保壓、冷卻、氣輔成型過程計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，鑄造充型和凝固過程計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)以及基于特征的級進(jìn)模設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和操作步聚，并通過實(shí)例分析和加深讀者對現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法的認(rèn)識。

與本書所配套的軟件均系華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室所研制，這些軟件已在國內(nèi)較大范圍內(nèi)推廣和應(yīng)用。

本書可作為材料加工工程、機(jī)械工程及相關(guān)專業(yè)的教材，也可供從事模具和制品設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員參考。

前言

第1章 緒論

1.1 現(xiàn)代設(shè)計(jì)的概念

1.1.1 設(shè)計(jì)的概念及特征

1.1.2 設(shè)計(jì)發(fā)展的基本階段

1.1.3 現(xiàn)代設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.2 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的主要內(nèi)容及特點(diǎn)

1.2.1 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的主要內(nèi)容

1.2.2 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)

1.3 現(xiàn)代產(chǎn)品的特點(diǎn)及其開發(fā)

1.3.1 現(xiàn)代產(chǎn)品的特點(diǎn)

1.3.2 現(xiàn)代產(chǎn)品的開發(fā)

1.4 學(xué)習(xí)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的意義與任務(wù)

習(xí)題

第2章 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

2.1 概述

2.1.1 CAD技術(shù)的起源、發(fā)展和應(yīng)用概況

2.1.2 應(yīng)用CAD技術(shù)的優(yōu)越性

2.1.3 CAD技術(shù)發(fā)展展望

2.2 CAD系統(tǒng)

2.2.1 CAD系統(tǒng)的硬件

2.2.2 CAD系統(tǒng)的軟件

2.2.3 CAD系統(tǒng)的形式

2.2.4 CAD系統(tǒng)的功能

2.3 工程數(shù)據(jù)的處理方法及CAD程序編制

2.3.1 數(shù)表的分類及存取

2.3.2 線圖的分類及處理

2.3.3 列表函數(shù)表的插值算法

2.3.4 數(shù)據(jù)的公式擬合方法

2.4 數(shù)據(jù)文件及其應(yīng)用

2.5 數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用

2.5.1 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

2.5.2 漢字FOXBASE 2.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在CAD中的應(yīng)用

2.5.3 工程數(shù)據(jù)庫

習(xí)題

第3章 計(jì)算機(jī)繪圖

3.1 概述

3.2 計(jì)算機(jī)繪圖基礎(chǔ)

3.2.1 坐標(biāo)系

3.2.2 窗口、視區(qū)及開窗變換

3.2.3 二維圖形的剪裁

3.3 二維圖形的幾何變換

3.3.1 齊次坐標(biāo)與變換矩陣

3.3.2 基本幾何變換及矩陣表示

3.3.3 組合變換

3.4 機(jī)械工程圖的繪制方法

3.4.1 基本圖形的繪制

3.4.2 零件圖的繪制

3.4.3 裝配圖的繪制

習(xí)題

第4章 優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1 概述

4.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)基本概念

4.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型

4.1.3 工程優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的主要類型

4.1.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)的迭代算法

4.2 工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

4.2.1 二次型與正定矩陣

4.2.2 函數(shù)的方向?qū)?shù)與梯度

4.2.3 函數(shù)的泰勒近似展開式和海森矩陣

4.2.4 無約束優(yōu)化問題的極值條件

4.2.5 凸函數(shù)與凸規(guī)劃

4.2.6 約束優(yōu)化問題的極值條件

4.3 一維優(yōu)化方法

4.3.1 搜索區(qū)間的確定

4.3.2 0.618法（黃金分割法）

4.3.3 二次插值法

4.4 多維無約束優(yōu)化方法

4.4.1 坐標(biāo)輪換法

4.4.2 共軛方向法

4.4.3 梯度法

4.4.4 牛頓法

4.4.5 變尺度法

4.5 約束優(yōu)化方法

4.5.1 復(fù)合形法

4.5.2 懲罰函數(shù)法

4.5.3 簡約梯度法及廣義簡約梯度法

4.6 多目標(biāo)問題的優(yōu)化方法

4.6.1 加權(quán)組合法

4.6.2 功效系數(shù)法

4.6.3 主要目標(biāo)法

4.7工程優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用

4.7.1 工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般步驟

4.7.2 微機(jī)優(yōu)化方法程序庫PC－

OPB簡介

4.7.3 工程優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例

習(xí)題

第5章 機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)

5.1 概述

5.1.1 研究可靠性的意義

5.1.2 可靠性的定義

5.1.3 可靠性技術(shù)的發(fā)展

5.1.4 可靠性設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

5.2 可靠性特征量

5.2.1 可靠度特征量

5.2.2 失效特征量

5.3 可靠性常用概率分布

5.4 機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)

5.4.1 強(qiáng)度概率計(jì)算法的基本理論

5.4.2 零件強(qiáng)度可靠度的計(jì)算

5.4.3 零件承載能力分布規(guī)律及分布參數(shù)的確定

5.4.4 零件工作應(yīng)力分布規(guī)律及分布參數(shù)的確定

5.4.5 強(qiáng)度可靠性計(jì)算條件式與許用可靠度

5.5 強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)方法及步驟

5.6 疲勞強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)

5.6.1 等幅變應(yīng)力作用下零件的疲勞壽命及可靠度

5.6.2 不穩(wěn)定應(yīng)力作用下零件的疲勞壽命

5.6.3 承受多級變應(yīng)力作用的零件在給定壽命時的可靠度

5.7 機(jī)械系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)

5.7.1 可靠性預(yù)測

5.7.2 可靠性分配

習(xí)題

第6章 有限元法

6.1 概述

6.2 單元分析

6.2.1 單元分析的任務(wù)和方法

6.2.2 直接剛度法

6.2.3 虛功原理法

6.2.4 能量變分法

6.3 有限元法的應(yīng)用

6.3.1 有限元法的計(jì)算步驟

6.3.2 計(jì)算實(shí)例

6.3.3 其它問題

習(xí)題

第7章 機(jī)電產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)

7.1 概述

7.1.1 工業(yè)造型設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容與基本要素

7.1.2 產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的原則

7.1.3 產(chǎn)品造型的美學(xué)內(nèi)容

7.1.4 產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的程序

7.2 造型與形式法則

7.2.1 形態(tài)要素及其視覺效果

7.2.2 造型美的形式法則

7.3 人機(jī)工程學(xué)簡介

7.3.1 人體結(jié)構(gòu)尺寸與造型尺度

7.3.2 視覺特征與顯示器設(shè)計(jì)

7.3.3 控制器的選擇與設(shè)計(jì)

7.3.4 控制臺板設(shè)計(jì)

7.4 產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)

7.4.1 色彩的基本知識

7.4.2 色彩的對比與調(diào)合

7.4.3 產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)

習(xí)題

第8章 設(shè)計(jì)方法學(xué)

8.1 概述

8.1.1 設(shè)計(jì)方法學(xué)及其研究內(nèi)容

8.1.2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)

8.2 系統(tǒng)化設(shè)計(jì)法

8.2.1 技術(shù)過程及技術(shù)系統(tǒng)

8.2.2 功能分析法

8.2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例

8.3 創(chuàng)造性設(shè)計(jì)法

8.3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程

8.3.2 創(chuàng)造性思維及其特點(diǎn)和類型

8.3.3 創(chuàng)造技法

8.4 設(shè)計(jì)中的評價與決策

8.4.1 設(shè)計(jì)中的評價

8.4.2 設(shè)計(jì)中的決策

習(xí)題

第9章 工程遺傳算法

9.1 概述

9.1.1 工程遺傳算法的概念

9.1.2 遺傳算法的特點(diǎn)及應(yīng)用

9.2 遺傳算法的基本原理及其計(jì)算步驟

9.2.1 遺傳算法的基本原理

9.2.2 遺傳算法的基本操作

9.2.3 遺傳算法的迭代計(jì)算步驟

9.2.4 遺傳算法的實(shí)現(xiàn)

9.2.5 遺傳算法的數(shù)學(xué)描述

9.3 遺傳算法在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

習(xí)題

第10章 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的綜合應(yīng)用

10.1 機(jī)械可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

10.1.1 可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的創(chuàng)建方法

10.1.2 機(jī)械可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)舉例

10.2 面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械CAD系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用

10.2.1 面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)方法的基本原理與特點(diǎn)

10.2.2 面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)方法在機(jī)械CAD系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用

10.3 參數(shù)化繪圖方法及其在機(jī)械CAD中的應(yīng)用

10.4 三次設(shè)計(jì)法及其在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

10.4.1 三次設(shè)計(jì)法原理

10.4.2 三次設(shè)計(jì)法在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

附錄1

附錄2

附錄3 2100433B

緒論

01.1 設(shè)計(jì)的基本概念

01.2 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的分類及主要現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡介

01.3 學(xué)習(xí)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的意義與任務(wù)

思考與練習(xí)

第1章 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)

1.1 設(shè)計(jì)方法學(xué)概述

1.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程與設(shè)計(jì)原則

1.3 技術(shù)系統(tǒng)及其確定

1.4 方案的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

1.5 設(shè)計(jì)中的評價決策

思考與練習(xí)

第2章 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）

2.1 CAD概述

2.2 CAD系統(tǒng)

2.3 CAD系統(tǒng)的圖形處理

2.4 工程數(shù)據(jù)的處理

2.5 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用

思考與練習(xí)

第3章 優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述

3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)

3.3 一維探索優(yōu)化方法

3.4 無約束多維問題的優(yōu)化方法

3.5 約束問題的優(yōu)化方法

3.6 多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化方法

3.7 LINGO在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

思考與練習(xí)

第4章 有限元法

4.1 有限元法概述

4.2 有限元法的基本步驟

4.3 二維線彈性問題

4.4 有限元程序的應(yīng)用

4.5 ANSYS有限元軟件的應(yīng)用

思考與練習(xí)

第5章 機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)

5.1 可靠性設(shè)計(jì)的基本理論和概念

5.2 可靠性工程中常用概率分布

5.3 可靠性設(shè)計(jì)原理

5.4 機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)

5.5 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)

思考與練習(xí)

第6章 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法前沿

6.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)

6.2 快速響應(yīng)設(shè)計(jì)技術(shù)

6.3 綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)

6.4 并行設(shè)計(jì)技術(shù)

6.5 虛擬設(shè)計(jì)

6.6 協(xié)同沒計(jì)

思考與練習(xí)

附錄A 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表

參考文獻(xiàn) 2100433B

它們是最優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元法和動態(tài)設(shè)計(jì)。該書從實(shí)用角度闡述了這些方法的基本概念、基本理論和基本方法。

學(xué)習(xí)《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法實(shí)用教程》旨在培養(yǎng)讀者了解、熟悉、掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本知識，為應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法解決工程設(shè)計(jì)問題奠定基礎(chǔ)。