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第5版前言

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书名：机械设计手册（第5版）第6卷

书号：978-7-111-29230-2

作者：闻邦椿 主编

出版日期：2010年1月

开本：16

页数：1910页

字数：4166千字

定价：160.00元

内容简介

本书是在前4版的基础上，吸收并总结了国内外机械工程设计领域中的新标准、新材料、新工艺、新结构、新技术、新产品、新设计理论与方法撰写而成。本书全面系统地介绍了常规设计、机电一体化与控制技术和现代设计方法及其应用等内容。具有内容先进、信息量大、取材广、规格全，实用性强，数据可靠，使用方便等特点。

全书分6卷52篇，内容有：常用设计资料、机械零部件设计（连接、紧固与传动）、机械零部件设计（轴系、支承与其他）、流体传动与控制、机电一体化及控制技术、现代设计理论与方法等。

本卷为第6卷，主要内容有：现代设计理论与方法综述、普适设计与功能设计、创新设计、绿色设计与和谐设计、机械系统概念设计、机械系统的振动设计及噪声控制、机械结构的有限元设计、疲劳强度设计、机械可靠性设计、造型设计与人机工程、摩擦学设计、优化设计、虚拟设计、智能设计、并行设计与协同设计、反求设计与快速成形制造技术、快速响应变型设计、计算机辅助设计、公理设计与质量功能展开（QFD）设计、产品综合设计的理论与方法等。

本书供从事机械设计、制造、维修及有关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的有关专业师生使用和参考。

第5版前言

人类社会正迈入知识经济时代，以知识为依托的科学技术在当今社会发展过程中正在发挥着越来越重要的作用。科学技术成果的研究与开发及其广泛应用是当今，也是未来推动经济发展和社会进步的至关重要的因素。依靠科技进步振兴装备制造业是使我国由制造大国过渡到制造强国的核心因素和关键。

发展装备制造业离不开产品的研究与开发及设计。机械产品设计正由传统设计模式向现代设计模式转变，现代设计的特点是广泛采用计算机技术，着力应用智能化设计、数字化设计、网络化设计、绿色化设计及系统化设计的综合技术。机械设计手册的编辑与出版，充分地展现了现代设计的特点，是现代设计不可缺少的工具和手段。

本版手册在科学发展观和自主创新设计的理念引领下，进行了较大篇幅的修改和补充，为我国现代机械产品自主创新设计提供了保障。例如，在手册中重点介绍了产品绿色设计、和谐设计与系统化设计，也介绍了产品的创新设计等内容，这有利于产品设计师们采用手册中介绍的内容和方法开展产品开发。

本版手册汇总了大量的原始数据和设计资料，以及在产品设计时必须采用技术标准，同时还介绍了设计中许多不可缺少的相关设计知识。因此，可以说手册是设计师们在产品设计过程中所必需的数据库和知识库，目前它已成为产品研究与开发的“利器”及其他设计器具无法取代的重要的设计工具，这不仅在现在，而且在将来也会发挥其积极的作用。

本版手册系统地叙述了机械设计各专业的主要技术内容，归纳和总结了新中国成立以来我国机械领域取得的成就和经验，不少新内容是本手册编者们研究得到的，此外，还吸取了国外的若干先进科学技术，其内容丰富，实用性强，前4版出版后，受到了社会各界的重视和好评，作为国家级重点科技图书和机械工程方面的最具权威的大型工具书，曾获得全国优秀图书二等奖、机电部科技进步二等奖、全国优秀科技畅销书奖，1994年曾在台湾建宏出版社出版发行，它在机械产品设计中起着十分重要的作用，目前已成为各行业，尤其是机械行业各技术部门必备的工具书。

在本版手册的修订过程中，我们努力贯彻了“科学性、先进性、实用性、可靠性”的指导思想。广泛调研了厂矿企业、设计院、科研院所、高等院校等多方面的使用情况和意见。对机械设计的基础内容、经典内容和传统内容，从取材、产品及其零部件的设计方法与计算流程、设计实例等多方面进行了深入系统的整合，同时，还全面总结了当前国内外机械设计的新理论、新方法、新材料、新工艺、新结构、新产品、新技术，特别是在产品的综合设计理论与方法、机电一体化及机械系统自动控制技术等方面作了系统和全面的论述和凝炼。相信本手册会以崭新的面貌展现在广大读者面前，她对提高我国机械产品的设计水平，推进新产品的研究与开发、老产品的改造，以及产品的引进、消化、吸收和再创新，进而促进我国由制造大国向制造强国转变，发挥其积极的作用。

本版手册分6卷52篇。第1卷：常用设计资料；第2卷：机械零部件设计（连接、紧固与传动）；第3卷：机械零部件设计（轴系、支承与其他）；第4卷：流体传动与控制；第5卷：机电一体化及控制技术；第6卷：现代设计理论与方法。在撰写过程中，贯彻和采用最新技术标准和国际新标准，最大限度地充实和更新技术内容，凝炼和总结机械设计的最新成就和经验，尽力地吸取国外的先进科学技术，努力反映当代机械设计的最新水平，更好地为现代机械设计服务；在取材和选材过程中，尽量压缩对基本原理的介绍，避免在手册中出现教科书的叙述方式，特别强调要采用手册化、表格化的设计流程。删除一些可要可不要的内容，以及应用面相对较窄和尚未用于实际的研究性内容。力求使各篇章内容构成有机的整体，既要考虑到各篇的系统性，又要照顾全书的统一性，尽量避免不必要的重复；在各类零部件设计计算中，要增加结构图和应用实例口在部件设计选用中，应适当提供可选用的产品的结构及其安装尺寸、主要技术参数等，给设计和选用创造方便的条件；所有计算方法和数据都要准确、可靠、无误，重要的要注明来源；对相近标准的数据和表格尽量予以合并、采用双栏排版、摘其所要等形式予以编写，以使该手册采用较少的篇幅而编入较多的内容。

手册的第5版是在前4版的基础上，着力在以下几个方面作了修订：

一、在贯彻落实推广标准化技术方面

手册全部内容贯彻和采用了2010年1月以前颁发的最新国家标准、行业标准和相关的国际新标准，最大限度地充实和更新标准化技术的内容。本次修订为历次修订中标准更新规模最大的一次，例如：机械工程材料部分更新的标准达162个，流体传动与控制部分更新的标准有150多个。更换的标准中有许多是机械行业的重要标准，如GB/T 786.1—2009流体传动系统及元件图形符号和回路，GB/T 10095.1～2—2008圆柱齿轮精度制，GB/Z 18620.1～4—2008圆柱齿轮检验实施规范等。

二、在新的设计计算方法方面

按照GB/T 3480.1～5—1997渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法、GB/T 10300.1～3—2003锥齿轮承载能力计算方法重新构建了实用、合理的齿轮设计体系。对圆柱齿轮和锥齿轮均按照初步确定尺寸的简化计算、简化疲劳强度校核计算和一般疲劳强度校核计算编排设计计算方法，以满足不同场合不同要求的齿轮设计需求。增加了齿轮齿廓修形和齿顶修缘的内容，给出了修形计算公式和确定修形量的方法。

在滚动螺旋传动中按最新的国家标准GB/T 17587.4～5—2008滚珠丝杠副轴向静刚度、轴向静载荷与动载荷，整理更新了滚珠丝杠传动选用和评估计算方法。

根据机构学的最新发展，考虑到近年来并联机器人和并联机床的快速发展和应用，特地另辟一章，编入并联机器人和并联机床的运动学和动力学分析、典型并联机器人和并联机床的类型和应用选型，这是在大型工具书中首次载入。增加了机构系统方案的构思与拟定并例举了典型实例，对机构设计与选用起到综合和运用的作用。

三、在新材料、新元器件、新产品等方面

在新材料方面，编入了新型工程材料——钛及钛合金，该种材料具有低密度、高熔点、高比强度、耐腐蚀性好、高低温特性好、生物相容性好、具有形状记忆特性等优点，在航空航天、海洋开发、化工、冶金、生物技术、汽车工程、食品、轻工等工业技术领域的装备制造中有重要用途。编入了有“21世纪绿色材料”之称的镁及镁合金，该种材料在轻量性、比强度、导热性、减振性、储能性、切削性、尺寸稳定性以及可回收性等方面具有独特的优点。编入了GB/T 20878—2007不锈钢和耐热钢牌号及化学成分，该标准是一个全新标准，它规定了143个牌号的化学成分及部分牌号的物理性能参数与国内外标准牌号的对照，在各种手册中未见编入。

在新元件、新产品方面，在减速器和变速器篇中，增加了平面二次包络蜗杆减速器（GB/T 16444—2008）、新型的锥盘环盘式无级变速器、XZW型行星锥轮无级变速器，在大型工具书中首次编入了用于高档轿车的新型金属带式无级变速器，以及其他相关的设计资料。

流体传动与控制卷在内容和产品方面作了大幅度的更新，编入了液压气动领域中的最新开发的各类元器件，为流体传动与控制系统的设计、运行和维护提供全面的技术支撑。为满足不同层次用户的需要，分别引入了国内主流品牌（含台湾知名品牌HP）以及国际知名品牌的产品，如液压传动中的德国（Rexroth）、美国（Vickers）、日本（Yuken）、意大利（Atos）等品牌产品；液压控制系统中的德国（Fosto）、美国（Moog、Vickers、Dowry）等品牌产品；气压传动中的德国（Fosto）、日本（SMC）等品牌产品。

编入了最新出现的具有广泛应用前景的液压元件——螺纹插装阀系列产品，增加了液压伺服油缸等相关新产品，大幅度增加了最新出现的适应性强的各类液压辅件。增加了以气流引射原理制造的真空发生器等气动系统常用的真空元器件。

四、在机电一体化设计与控制技术方面

机械技术与电子技术相结合已经成为当前装备制造业的主流和发展趋向，机电一体化是现代机械和技术的重要典型特征之一，为适应机电一体化技术的应用，本版手册对该方面的内容作了重新编排和大量充实，专辟一卷为机电一体化及控制技术等内容进行较系统和全面的叙述。

在机电一体化技术及设计篇中，以典型机电一体化产品的五大组成部分的技术要点作主线进行编写，并以产品设计为背景组织内容，并编入了多个综合性设计实例。

机器人是机电一体化特征最为显著的现代机械系统，从实用性的角度介绍了工业机器人技术中的本体、驱动、控制、传感等共性技术，结合喷涂、搬运、电焊、冲压、压铸等工艺，介绍了机器人的典型应用。另外对视觉机器人、智能机器人等作了实用性的介绍。

微机电系统（MEMS）是20世纪80年代中后期出现的微电子技术与机械技术及生物、物理、化学等学科相交叉的一种新技术，它不仅是机械学科发展的前沿方向之一，也逐渐形成了产业。顺应高新技术发展潮流，设专篇撰写微机电系统，这在大型工具书中尚属首次。本篇重点编入了MEMS制造技术和设计技术。

激光加工目前已经成为一种有效的重要先进制造技术。手册以激光加工技术的最新成果为素材，编写了各种激光加工的原理、工艺及其应用，其中包括在打孔、切割、焊接、淬火、熔覆与合金化中的应用和激光加工中的安全防护等。

同时，对机电系统控制、数控技术、机械状态监测与故障诊断技术和电动机、电器与常用传感器等内容，简化原理、突出应用、扩充实例、引用最新成果作了编写。

五、在凝炼和推广现代设计理论与方法方面

针对现代机械产品设计的新方法和新技术存在的多样性和复杂性问题，本版手册以现代机械产品设计的总目标和建立其设计方法新体系为主旨，从先进性、系统性和实用性的角度，对产品的设计理论与方法作了系统总结和介绍。本版手册按新的分类共编入了21种现代设计方法，可以说是集现代设计方法之大全。

在现代设计理论与方法综述篇中，介绍了机械及机械制造技术发展总趋势，国际上有影响的主要设计理论与方法，产品研究和开发的一般过程和关键问题，现代设计理论的发展和根据不同的设计目标对设计理论与方法的选用。首次采用系统工程的方法对产品设计理论与方法做了分类，克服了目前对产品设计理论与方法的叙述缺乏系统性的不足。

创新设计是现代机电产品提高竞争力的重要技术和方法。该篇在概要介绍创新设计的基本理论、创新思维、创新技法的基础上，基于国际上著名的发明问题解决理论（TRIZ）就情景分析、理想设计、创新设计中的技术进化和技术预测、冲突以及冲突解决原理、物质一场模型方法等介绍了创新设计的系统化方法。介绍了29种创新思维方法，30种创新技术，40条发明创造原理，并通过大量应用实例开拓创新设计思路。

绿色设计是实现低资源消耗、低环境影响、低碳经济的重要技术手段。该篇系统地论述绿色设计的概念、理论、方法及其关键技术。结合编者多年的研究实践，并参考了大量的国内外文献及其最新研究成果，通过介绍绿色设计的概念、材料选择、拆卸回收产品设计、包装设计、节能设计和绿色设计体系及评价方法，对绿色设计进行系统、简明的论述，并给出了绿色设计在上述几个方面的典型案例。这是在工具书中首次全面和系统地论述绿色设计，为推动工程绿色设计的普遍实施具有指引作用。

本版手册对机械系统的振动设计及噪声控制、机械结构有限元设计、疲劳强度设计、可靠性设计、优化设计、计算机辅助设计等比较成熟的现代设计方法和技术，本着简明化、实用化的原则，做了全面修订和充实，吸收了最新研究成果，增加了系列应用实例。例如，机械系统的振动设计及噪声控制中，增加了非线性系统中的等效线性化和多尺度法；机械可靠性设计篇编入了机构运动可靠性设计理论和方法、可靠性灵敏度分析方法等最新成果；在机械优化设计篇中，增加了模糊优化设计等新内容。

另外，对机械系统概念设计、虚拟设计、智能设计、并行设计与协同设计、反求设计、快速反应设计、公理设计和质量功能展开（QFD）设计、和谐设计等设计领域的前沿方法分别作了实用化介绍，以进一步拓展设计思路。

在本版手册最后一篇，系统介绍了现代机电产品的综合设计方法。该方法是一种基于系统工程的产品深层次的综合设计理论和方法。它以产品功能设计、性能设计和产品质量检验和评估为基本目标，将产品设计过程分为准备阶段、规划阶段、实施阶段和设计质量检验阶段等四个阶段，以准备阶段的3I调研、规划阶段的7D规划、实施阶段的深层次1+3+X综合设计和设计质量检验阶段的3A检验为基本要点构成综合设计法的完整技术体系。本版手册首次对该设计法作了系统论述，并给出了大型综合应用实例。

在本版手册编写中，为便于协调，提高质量，加快编写进度，编审人员以东北大学的教师为主，并组织邀请清华大学、上海交通大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、天津大学、华中科技大学、西安交通大学、大连理工大学、东南大学、同济大学、重庆大学、上海大学、合肥工业大学、大连交通大学、苏州大学、西安建筑科技大学、沈阳工业大学、沈阳理工大学、重庆理工大学、机械科学研究总院、中国科学院沈阳自动化研究所、中国科学院长春精密机械及物理研究所、合肥通用机械研究院、沈阳液压件制造有限公司、大连液力传动机械厂、天津工程机械研究所等单位的专家、学者参加。

在本手册第5版出版之际，向著名机械学家、本手册创始人、历次版本的主编徐灏教授致以崇高的敬意，向历次版本副主编邱宣怀教授、蔡春源教授、严隽琪教授、林忠钦教授、余俊教授、汪恺总工程师、周士昌教授表示崇高的敬意，向参加本手册历次版本的编写单位和人员表示衷心感谢，向在手册编写、出版过程中给予大力支持的单位和社会各界朋友们表示衷心感谢，特别感谢机械科学研究总院、郑州机械研究所、沈阳铝镁设计研究院、北方重工集团沈阳重型机械集团有限责任公司和沈阳矿山机械集团有限责任公司、沈阳机床集团有限责任公司、沈阳鼓风机集团有限责任公司及国家标准馆沈阳分馆等单位的大力支持。

由于水平有限，手册难免有一些不尽人意之处，殷切希望广大读者批评指正。

目录

第33篇 现代设计理论与方法综述

第1章 现代机械及制造技术发展趋势

1 概述

2 “极端制造”方向

3 “综合集成”的方向

4 “信息化”的方向

5 绿色化方向

第2章 产品研究与开发的一般过程及几个关键问题

1 概述

2 产品研究与开发的一般模型

3 产品研究和开发中的几个关键问题

4 产品设计工作的重要性及其核心因素

第3章 现代产品设计理论与方法简介及分类

1 现代产品设计理论与方法研究简况

2 国际著名产品设计理论与方法简介

3 产品主要设计方法的简介

4 现代设计理论与方法的分类

第4章 现代机械设计方法的发展及其特点

1 现代机械设计的发展

2 现代设计与传统设计的比较

3 各类设计目标及各种设计理论与方法的选用

参考文献

第34篇 普适设计与功能设计

第1章 概论

1 概述

2 机械产品的功能与性能

3 产品创新的核心——产品概念设计

第2章 普适设计理论与方法

1 概述

2 普适设计法的基本知识

3 产品功能的概念设计

4 产品概念设计过程模型

5 设计案例——垂直螺旋式振动输送机的设计

第3章 功能设计理论与方法

1 概述

2 机械系统的功能

3 功能分析

4 功能综合

5 功能评价

6 功能设计理论与方法在工程中的应用

参考文献

第35篇 创新设计

第1章 创新的基本理论

1 创新的基本概念

2 创新理论及其应用

第2章 创新思维的基本方法

1 创新思维方法

2 创新技法

3 创新技法的应用

第3章 创新设计的分析与描述

1 创新设计的资源分析与描述

2 创新设计的理想化描述

3 创新设计的情境分析与描述

4 创新设计的实例分析——汽车驾驶杆的抖振分析

第4章 创新设计中的技术系统进化理论分析

1 技术进化过程中创新设计实例分析

2 创新设计中技术系统进化模式

3 创新设计中技术成熟度预测方法

4 创新设计中技术系统进化工程实例分析

第5章 创新设计中的技术冲突及其解决原理

1 创新设计中的物理冲突及其解决原理

2 创新设计中的技术冲突及其解决原理

3 利用冲突矩阵实现创新设计

4 实例分析——汽车侧向空气袋概念设计

第6章 创新设计中的技术系统物一场模型分析方法

1 如何建立技术系统的物—场模型

2 利用物—场模型实现创新设计

3 实例分析

参考文献

第36篇 绿色设计与和谐设计

第1章 绿色设计概述

1 绿色设计基本概念

2 绿色设计方法

3 绿色设计的实施步骤

第2章 绿色设计中的材料选择

1 绿色设计对材料的要求

2 绿色材料选择的原则

3 绿色材料的选择

4 材料的绿色性能评价

5 材料数据库的构建

第3章 面向拆卸回收的产品设计

1 面向拆卸的产品设计

2 面向回收的产品设计

3 面向拆卸回收的产品设计实例

第4章 面向包装的绿色设计

1 绿色包装设计的概念

2 绿色包装设计原则

3 绿色包装设计流程和内容

第5章 面向节能的绿色设计方法

1 能耗标签与能耗标准

2 节能降耗设计方法

3 面向节能的绿色设计案例

第6章 绿色设计评价

1 绿色产品评价

2 生命周期评价

3 拆卸性能评估

第7章 绿色设计案例

1 电冰箱绿色设计案例

2 轿车生命周期评价研究实例

第8章 和谐设计

1 和谐设计的目标

2 和谐设计的内容

3 和谐设计的方法及应用

参考文献

第37篇 机械系统概念设计

第1章 概论

1 机械系统的基本概念

2 机械系统的基本特征

3 机器的类别和基本特征

4 机械设计概述

5 机械系统的概念设计

第2章 机械系统概念设计的基本方法

1 工艺动作过程和执行机构

2 工作原理和工艺动作分析

3 系统设计方法

4 层次分析方法

5 形态综合法

第3章 动作行为载体及其创新设计

1 机械系统的功能—行为—结构特点

2 动作行为和执行机构

3 机构组合和组合机构

4 广义机构

5 执行机构的创新方法

6 机构选型

7 动作解法库的建立

第4章 机械运动系统的协调设计

1 机械运动系统的基本构成

2 机械运动系统设计

3 执行机构的协调设计

4 机械运动循环图设计

第5章 机械系统运动方案的构思和设计

1 机械系统运动方案设计的主要步骤和内容

2 机械的工艺动作过程的构思

3 机械工艺动作过程分解和执行机构的选择

4 机械运动系统方案的组成原理与方法

5 机械系统运动方案设计举例

第6章 机械运动系统的评价体系和评价方法

1 评价指标体系的确定原则

2 评价指标体系

3 价值工程方法

4 系统分析方法

5 模糊综合评价法

6 实例分析

参考文献

第38篇 机械系统的振动设计及噪声控制

第1章 绪论

1 机械振动的含义及其分类

2 机械工程中常遇到的振动问题

3 机械振动等级的评定

第2章 机械振动的基础

1 机械振动的表示方法

2 机械系统的力学模型

3 弹性构件的刚度

4 机械振动系统的阻尼系统

5 振动系统的固有圆频率

6 同向简谐振动的合成

第3章 线性系统的合成

1 单自由度振动系统

2 多自由度振动系统

3 扭转振动系统

4 共振

5 回转机械起动和停机过程中的振动

第4章 非线性振动和随机振动

1 非线性振动

2 随机振动

第5章 振动的利用

1 概述

2 利用振动的机械系统

3 振动系统中无聊的运动学与动力学

4 常用的振动机械

5 振动机械设计示例

第6章 机械振动的控制

1 机器及其零部件的平衡

2 阻尼减振

3 常用的减振装置

4 隔振原理及隔振设计

5 振动的主动控制

6 允许振动量

第7章 机械振动的测试

1 概述

2 振动的测量

3 机械动力学系统振动特性的测试

4 动力强度试验

5 测试装置

6 信号分析及数据处理

第8章 轴和轴系的临界转速

1 概述

2 简单转子的临界转速

3 两支承多盘转子临界转速的近似计算

4 轴系的模型与参数

5 轴系临界转速设计

6 影响轴系临界转速的因素

第9章 机械噪声及其评价

1 机械噪声的分类与特征

2 机械噪声的评价

3 法规及标准

第10章 机械噪声的测量机噪声源识别

1 测量项目于测量仪器

2 测量方法

3 测量环境对测量结果的影响

4 机械噪声源的识别

5 工业企业噪声测量

第11章 常见机械噪声源特性及其控制

1 一般控制原则与控制方法

2 齿轮噪声及其控制

3 给你东轴承噪声及其控制

4 液压系统噪声及其控制

5 气体动力性噪声及其控制

第12章 消声装置及隔声设备

1 消声器

2 隔声罩

3 隔声屏

参考文献

第39篇 机械结构的有限元设计

第1章 弹性理论与有限元法的基本原理

1 弹性力学基本概念

2 有限元法的一般格式

第2章 平面问题和空间问题的有限元

1 两类平面问题

2 平面问题的三角形单元

3 轴对称问题的三角形单元

4 空间问题的四面体单元

第3章 等参元的基本原理

1 平面八节点四边形等参元

2 一堆等参元

3 平面矩形等参元

4 平面三角形等参元

5 三堆等参元

6 等参元用于机械结构分析的一般格式

第4章 单元形函数的性质

1 形函数的构造原理

2 形函数的性质

3 用面积坐标表达的形函数

4 有限元的收敛准则

5 等效节点载荷列阵

第5章 杆梁问题的有限元

1 杆单元

2 平面梁单元

3 空间梁单元

第6章 薄板弯曲问题的有限元

1 线弹性薄板理论

2 三角形薄板单元

3 用面积坐标表示的三角形板单元

4 四边形薄板单元

5 用局部坐标表示的四边形板单元

6 考虑剪切的明德林（Mindlin）板单元

第7章 壳体问题的有限元

1 基于薄壳理论的轴对称壳体单元

2 位移和转动各自独立插值的轴对称壳体单元

3 轴对称超参数壳体单元

4 不同类型单元的连接

5 一般壳体问题的平板壳体单元

6 一般壳体问题的超参数壳体单元

第8章 动力学问题的轭有限元

1 单元的动力学方程

2 单元质量矩阵的阻尼矩阵

3 机械结构的动力学有限元方程

4 机械结构固有特性的有限元分析

5 求解动力响应问题

6 减缩动力系统自由度的方法

第9章 非线性问题的有限元

1 非线性方程组的数值解法

2 材料非线性问题的有限元分析

3 几何非线性问题的有限元分析

4 接触问题的有限元分析

第10章 热传导问题的有限元

1 热传导微分方程

2 线性热传导方程的有限元方法

3 热传导单元分析

4 稳态热传导的有限元分析

5 非稳态热传导的有限元分析

6 非线性热传导的有限元方法

7 场问题的有限元分析

第11章 有限元分析实例

1 平面应力问题算例

2 等参元应用算例

3 杆梁问题的算例

4 板壳问题的算例

5 动力学问题的算例

6 热传导问题的算例

7 几何和材料非线性问题的算例

8 接触非线性问题的算例

9 水泵泵体的有限元分析

参考文献

第40篇 疲劳强度设计

第1章 概论

1 疲劳分类

2 疲劳强度设计方法

第2章 疲劳载荷

1 概述

2 循环应力和循环应变

3 随机载荷的循环计数法

4 随机疲劳载荷谱的编制

第3章 金属材料的疲劳极限和S—N曲线

1 金属材料疲劳极限

2 常用金属材料的S—N曲线

第4章 影响疲劳强度的因素

1 应力集中的影响

2 尺寸的影响

3 表面状况的影响

4 载荷状况的影响

第5章 常规疲劳强度设计

1 概述

2 疲劳安全系数

3 疲劳累积损伤理论

4 无限疲劳寿命设计

5 有限疲劳寿命设计

第6章 现代疲劳强度设计

1 概述

2 低周疲劳

3 局部应力应变法

4 裂纹扩展寿命估算

第7章 环境疲劳强度

1 腐蚀疲劳强度

2 热疲劳强度

3 低温疲劳强度

4 高温疲劳强度

第8章 冲击与接触疲劳强度

1 冲击疲劳强度

2 接触疲劳强度

第9章 提高零构件疲劳强度的措施

1 合理选材

2 改进结构和工艺

3 表面强化

4 表面防护

5 合理操作与定期检修

参考文献

第41篇 机械可靠性设计

第1章 可靠性设计的基础知识

1 概述

2 可靠性中常用的概率分布

3 可靠性特征量

第2章 可靠性试验数据的统计处理方法

1 可靠性试验分类

2 分布类型的假设检验

3 指数分布的分析法

4 正态及对数正态分布的分析法

5 威布尔分布的分析法

6 可靠性虚拟试验方法

第3章 机械零件的可靠性设计

1 应力-强度干涉模型与可靠度计算方法

2 可靠度的近似计算法

3 机械零件可靠性设计所需的部分数据和资料

4 零件静强度的可靠性设计

5 疲劳强度的可靠性设计

6 其他失效形式时可靠性设计

第4章 机械系统的可靠性分析

1 不可修复系统的可靠性分析

2 可修复系统的可靠性

3 可靠性预计

4 可靠性分配

5 失效模式、效应及危害度分析

6 故障树分析

第5章 机构运动可靠性分析

1 概述

2 机构运动可靠性基本模型机计算方法

3 曲柄滑块机构运动可靠性分析

4 并联机构运动可靠性分析实例

第6章 可靠性灵敏度设计

1 目的及意义

2 可靠性灵敏度设计方法

3 可靠性灵敏度设计实例

参考文献

第42篇 造型设计和人机工程

第1章 机器造型设计概述

1 造型设计定义

2 造型设计的组成要素

3 造型设计的特征与原则

4 造型设计的工作程序与步骤

第2章 造型设计的工艺表现法则

1 机器造型的比例与尺度

2 机器形态的均衡与稳定

3 机器形态的统一与变化

第3章 机器形态的构成方法

1 定义

2 造型的形态要素及其形式心理

3 常用几何曲线的构成与演变

4 常用几何面的构成与演变

5 常用几何体的构成与演变

6 造型形态构成的基本法则

7 造型设计中的错视域矫正

第4章 机器产品的色彩设计

1 色彩性质与要素

2 色彩体系与表示方法

3 常用色彩术语

4 产品色彩设计的指导性原则

5 色彩配置的方法与效果

6 色彩功能与应用

7 色彩的好恶

8 主体色的数量与配置方式

第5章 装饰设计和造型设计表现

1 线条装饰与方法

2 面板（标牌）设计与工艺选择

3 造型设计表现

第6章 机器造型的宜人性设计

1 人机工程概述

2 人体尺寸数据

3 人的肢体正常活动范围与空间选择

4 人体模板与操作姿势及空间设计

5 人的视野

6 人的肢体用力限度

7 指示与操作装置的设计及选择

第7章 工作环境设计

1 工作环境的照明设计

2 工作环境的小气候要求

3 工作环境的安全防护设计

参考文献

第43篇 摩擦学设计

第1章 摩擦与摩擦因数

1 固体摩擦的摩擦力

2 固体摩擦定律

3 摩擦角和摩擦锥

4 滑动摩擦因数

5 滚动摩擦

6 机械零件的摩擦

7 摩擦装置中的摩擦

第2章 磨损及其控制

1 磨损过程

2 控制磨损的设计方法

3 磨损的度量与预测

4 机械零件的磨损预测

5 磨损零件的修复

第3章 润滑设计

1 润滑类型与状态

2 机械零件的流体动力润滑计算

3 机械零件的润滑设计

第4章 润滑剂

1 润滑剂及其特性

2 润滑剂的选用

3 润滑剂、脂的更换周期

第5章 润滑方法与润滑系统设计

1 润滑方法及其选择

2 油、脂润滑的润滑系统及其设计

3 润滑油集中润滑装置

第6章 摩擦副材料及其选用

1 摩擦材料

2 减磨材料

3 耐磨才俩

4 摩擦副材料的选择

5 表面处理和覆盖层

参考文献

第44篇 优化设计

第1章 优化设计算法原理

1 优化设计概述

2 一维无约束优化方法

3 多维无约束优化算法

4 简约梯度法及广义简约梯度法

5 罚函数法

6 序列线性规划法

7 序列二次规划法

8 遗传算法

9 神经网络优化方法的基本思路与类型

第2章 机械优化设计

1 机构优化设计概述

2 连杆机构优化设计

3 凸轮机构优化设计

4 机构多目标优化设计

第3章 机械零件优化设计

1 机械零件优化设计概述

2 齿轮传动优化设计

3 弹簧优化设计

4 液体动压滑动轴承优化设计

第4章 模糊优化设计

1 模糊优化设计概述

2 对称型模糊优化设计

3 非对称型模糊优化设计

4 三级斜齿圆柱齿轮减速器的模糊优化设计

5 简支梁的模糊优化设计

第5章 结构优化设计

1 结构优化设计概述

2 结构优化设计的准则法

3 结构优化的齿行法

第6章 形状优化设计

1 形状优化设计概述

2 形状优化的敏度分析

3 形状优化的自适应分析技术

4 自适应分析形状优化设计

5 连杆的形状优化设计

6 起重吊钩的自适应形状优化设计

第7章 可靠性优化设计

第8章 复杂系统优化设计

第45篇 虚拟设计

第1章 虚拟设计概述

第2章 虚拟现实技术

第3章 基于虚拟现实技术的新一代CAD技术

第4章 应用于虚拟设计的科学计算可视化技术

第5章 虚拟概念设计

第6章 虚拟装配技术

第7章 面向产品开发的工程应用

第46篇 智能设计

第1章 智能模拟的科学

第2章 智能设计方法和技术综述

第3章 进化设计技术与方法

第4章 自组织设计技术与方法

第5章 自学习设计技术与方法

第6章 人工生命设计技术与方法

第47篇 并行设计与协同设计

第1章 并行设计与协同设计概述

第2章 并行设计原理

第3章 协同设计

第4章 数字化产品建模

第5章 产品数据管理

第6章 能使用的技术与工具

第7章 设计实例

第48篇 反求设计与快速成形制造技术

第1章 反求工程技术

第2章 快速成形

第49篇 快速响应变型设计

第1章 绪论

第2章 快速响应变型设计的体系结构

第3章 快速响应变型设计的关键技术

第4章 关系型产品模型理论及其应用

第5章 基于实例推理的快速响应变型设计

第6章 实例研究

第50篇 计算机辅助设计

第1章 概论

第2章 几何变换和图形处理基础

第3章 CAD的分析计算和仿真

第4章 计算机绘制工程图样和数据交换标准

第5章 三维CAD和产品模型数据交换标准

第6章 CAD系统中的人工智能技术

第7章 软件开发的一般步骤与文档编写

第51篇 公理设计与质量功能展开（QFD）设计

第1章 公理设计

第2章 质量功能展开（QFD）设计

第52篇 产品综合设计的理论与方法

第1章 概论

第2章 产品功能与性能的内涵及质量的定义

第3章 机械产品的功能及功能优化设计

第4章 机械产品的结构性能及动态优化设计

第5章 机械产品的使用性能及智能优化设计

第6章 机械产品的制造性能及可视化设计

第7章 机械产品设计质量的检验与评估

第8章 综合设计法在产品设计中的应用举例