《现代设计方法》是根据教育部面向21世纪课程体系和教学内容改革计划项目的指导思想，为普通高等院校培养基础扎实、知识面宽、具有创新实践能力的新世纪应用型人才而编写的，是普通高等院校“十一五”规划教材和机械类精品教材。《现代设计方法》从适用性较强的角度来选择讲授内容，在“重基础、宽面向、重能力、新知识、少学时、低重心”的改革思路指导下，重点介绍了现代设计方法学、计算机辅助设计CAD、优化设计、有限元方法、可靠性设计的基本原理和方法。在此基础上，为反映现代设计方法的发展前沿，还简要介绍了创新设计、快速响应设计、绿色设计、并行设计、虚拟设计和协同设计等几种前沿的设计理念和方法。各章后均配有适量的习题。

《现代设计方法》可作为高等院校机械类各专业及近机类专业的教学用书，同时也可供工程技术人员参考。

本书是根据教育部面向21世纪课程体系和教学内容改革计划项目的指导思想，为普通高等院校培养基础扎实、知识面宽、具有创新实践能力的新世纪应用型人才而编写的。

本书从适用性较强的角度来选择讲授内容，在“重基础、宽面向、重能力、新知识、少学时、低重心”的改革思路指导下，重点介绍了现代设计方法学、计算机辅助设计CAD、优化设计、有限元方法、可靠性设计的基本原理和方法。在此基础上，为反映现代设计方法的发展前沿，还简要介绍了创新设计、快速响应设计、绿色设计、并行设计、虚拟设计和协同设计等几种前沿的设计理念和方法。各章后均配有适量的习题。

绪论

01.1 设计的基本概念

01.2 现代设计方法的分类及主要现代设计方法简介

01.3 学习现代设计方法的意义与任务

思考与练习

第1章 现代设计方法学

1.1 设计方法学概述

1.2 产品设计过程与设计原则

1.3 技术系统及其确定

1.4 方案的系统化设计

1.5 设计中的评价决策

思考与练习

第2章 计算机辅助设计（CAD）

2.1 CAD概述

2.2 CAD系统

2.3 CAD系统的图形处理

2.4 工程数据的处理

2.5 数据库系统及其应用

思考与练习

第3章 优化设计

3.1 优化设计概述

3.2 优化设计的数学分析基础

3.3 一维探索优化方法

3.4 无约束多维问题的优化方法

3.5 约束问题的优化方法

3.6 多目标函数的优化方法

3.7 LINGO在优化设计中的应用

思考与练习

第4章 有限元法

4.1 有限元法概述

4.2 有限元法的基本步骤

4.3 二维线弹性问题

4.4 有限元程序的应用

4.5 ANSYS有限元软件的应用

思考与练习

第5章 机械可靠性设计

5.1 可靠性设计的基本理论和概念

5.2 可靠性工程中常用概率分布

5.3 可靠性设计原理

5.4 机械强度可靠性设计

5.5 系统的可靠性设计

思考与练习

第6章 现代设计方法前沿

6.1 创新设计技术

6.2 快速响应设计技术

6.3 绿色产品设计技术

6.4 并行设计技术

6.5 虚拟设计

6.6 协同没计

思考与练习

附录A 标准正态分布表

参考文献 2100433B

第1章 系统安装 1

1.1 软件系统安装需求 1

1.2 软件系统安装步骤 1

1.3 添加《量具量仪手册（软件版）2009》 7

1.4 卸载《量具量仪手册（软件版）2009》 7

1.5 注册《量具量仪手册（软件版）2009》 8

1.6 启动《量具量仪手册（软件版）2009》 9

第2章 主要功能介绍 10

2.1 系统简介 10

2.2 功能简介 10

2.2.1 数据查询 10

2.2.2 机械工程常用公式计算 16

2.3 快捷操作 17

第3章 数据查询 19

3.1 目录查询 19

3.2 索引查询 24

3.3 模糊查询 24

3.4 条件组合查询 25

3.5 查询结果的保存与显示 26

第4章 机械工程常用公式计算 30

4.1 列表公式的计算 30

4.2 数学计算器 31

4.3 用户自定义公式的计算 32

4.4 用户自定义公式的保存 33

4.5 用户自定义公式的删除 34

4.6 组合公式的设计 35

4.7 组合公式的计算 37

4.8 组合公式的删除 38

4.9 组合公式的修改 38

4.10 计算结果的保存、查阅 39

4.10.1 保存 39

4.10.2 查阅 39

第5章 三坐标测量机 42

5.1 坐标测量机分类及机械结构 42

5.1.1 坐标测量机的主要结构形式 42

5.1.2 对测量机的总体要求 47

5.1.3 整体结构形式的考虑和选择 47

5.1.4 温度问题的考虑 47

5.1.5 测量机的材料 48

5.1.6 测量机的导轨及轴承 49

5.1.7 传动机构 50

5.1.8 测量机的平衡机构 51

5.1.9 光栅 51

5.2 控制系统 55

5.2.1 控制系统分类 56

5.2.2 控制系统的发展方向 57

5.3 坐标测量机软件 57

5.3.1 软件分类 58

5.3.2 测量软件的发展方向 58

5.4 探测系统 60

5.4.1 测头的分类 60

5.4.2 选择测头的几点考虑 61

5.5 测量机的安装与维护 63

5.5.1 选择测量机安装地点的一般原则 63

5.5.2 安装及短途运输时应注意的问题 64

5.5.3 过渡间 65

5.5.4 地面、墙体、天花板 65

5.5.5 温度和湿度 65

5.5.6 供气系统 66

5.5.7 振动 67

5.5.8 地基 67

5.5.9 电气要求 67

5.5.10 检定验收环境要求 68

5.5.11 测量机的日常维护 68

5.5.12 测量机正常工作对环境的要求 69

5.5.13 制订测量机操作规程应考虑的项目 70

5.5.14 用户进行测量机的自检 70

5.5.15 坐标测量机维护及保养规程示例 71

5.6 坐标测量机的选择及应用 72

5.6.1 硬件性能 72

5.6.2 软件性能 74

附录 量具量仪手册（软件版）2009的软件目录 76 2100433B

前言

第1章 绪论

1.1 现代设计的概念

1.1.1 设计的概念及特征

1.1.2 设计发展的基本阶段

1.1.3 现代设计与传统设计

1.2 现代设计方法的主要内容及特点

1.2.1 现代设计方法的主要内容

1.2.2 现代设计方法的特点

1.3 现代产品的特点及其开发

1.3.1 现代产品的特点

1.3.2 现代产品的开发

1.4 学习现代设计方法的意义与任务

习题

第2章 计算机辅助设计

2.1 概述

2.1.1 CAD技术的起源、发展和应用概况

2.1.2 应用CAD技术的优越性

2.1.3 CAD技术发展展望

2.2 CAD系统

2.2.1 CAD系统的硬件

2.2.2 CAD系统的软件

2.2.3 CAD系统的形式

2.2.4 CAD系统的功能

2.3 工程数据的处理方法及CAD程序编制

2.3.1 数表的分类及存取

2.3.2 线图的分类及处理

2.3.3 列表函数表的插值算法

2.3.4 数据的公式拟合方法

2.4 数据文件及其应用

2.5 数据库及其应用

2.5.1 数据库与数据库管理系统

2.5.2 汉字FOXBASE 2.1数据库管理系统在CAD中的应用

2.5.3 工程数据库

习题

第3章 计算机绘图

3.1 概述

3.2 计算机绘图基础

3.2.1 坐标系

3.2.2 窗口、视区及开窗变换

3.2.3 二维图形的剪裁

3.3 二维图形的几何变换

3.3.1 齐次坐标与变换矩阵

3.3.2 基本几何变换及矩阵表示

3.3.3 组合变换

3.4 机械工程图的绘制方法

3.4.1 基本图形的绘制

3.4.2 零件图的绘制

3.4.3 装配图的绘制

习题

第4章 优化设计

4.1 概述

4.1.1 优化设计基本概念

4.1.2 优化设计的数学模型

4.1.3 工程优化设计问题的主要类型

4.1.4 优化设计的迭代算法

4.2 工程优化设计的数学基础

4.2.1 二次型与正定矩阵

4.2.2 函数的方向导数与梯度

4.2.3 函数的泰勒近似展开式和海森矩阵

4.2.4 无约束优化问题的极值条件

4.2.5 凸函数与凸规划

4.2.6 约束优化问题的极值条件

4.3 一维优化方法

4.3.1 搜索区间的确定

4.3.2 0.618法（黄金分割法）

4.3.3 二次插值法

4.4 多维无约束优化方法

4.4.1 坐标轮换法

4.4.2 共轭方向法

4.4.3 梯度法

4.4.4 牛顿法

4.4.5 变尺度法

4.5 约束优化方法

4.5.1 复合形法

4.5.2 惩罚函数法

4.5.3 简约梯度法及广义简约梯度法

4.6 多目标问题的优化方法

4.6.1 加权组合法

4.6.2 功效系数法

4.6.3 主要目标法

4.7工程优化设计应用

4.7.1 工程优化设计的一般步骤

4.7.2 微机优化方法程序库PC－

OPB简介

4.7.3 工程优化设计实例

习题

第5章 机械可靠性设计

5.1 概述

5.1.1 研究可靠性的意义

5.1.2 可靠性的定义

5.1.3 可靠性技术的发展

5.1.4 可靠性设计的基本内容

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 机械强度可靠性设计

5.4.1 强度概率计算法的基本理论

5.4.2 零件强度可靠度的计算

5.4.3 零件承载能力分布规律及分布参数的确定

5.4.4 零件工作应力分布规律及分布参数的确定

5.4.5 强度可靠性计算条件式与许用可靠度

5.5 强度可靠性设计方法及步骤

5.6 疲劳强度可靠性设计

5.6.1 等幅变应力作用下零件的疲劳寿命及可靠度

5.6.2 不稳定应力作用下零件的疲劳寿命

5.6.3 承受多级变应力作用的零件在给定寿命时的可靠度

5.7 机械系统可靠性设计

5.7.1 可靠性预测

5.7.2 可靠性分配

习题

第6章 有限元法

6.1 概述

6.2 单元分析

6.2.1 单元分析的任务和方法

6.2.2 直接刚度法

6.2.3 虚功原理法

6.2.4 能量变分法

6.3 有限元法的应用

6.3.1 有限元法的计算步骤

6.3.2 计算实例

6.3.3 其它问题

习题

第7章 机电产品造型设计

7.1 概述

7.1.1 工业造型设计的基本内容与基本要素

7.1.2 产品造型设计的原则

7.1.3 产品造型的美学内容

7.1.4 产品造型设计的程序

7.2 造型与形式法则

7.2.1 形态要素及其视觉效果

7.2.2 造型美的形式法则

7.3 人机工程学简介

7.3.1 人体结构尺寸与造型尺度

7.3.2 视觉特征与显示器设计

7.3.3 控制器的选择与设计

7.3.4 控制台板设计

7.4 产品色彩设计

7.4.1 色彩的基本知识

7.4.2 色彩的对比与调合

7.4.3 产品色彩设计

习题

第8章 设计方法学

8.1 概述

8.1.1 设计方法学及其研究内容

8.1.2 设计系统

8.2 系统化设计法

8.2.1 技术过程及技术系统

8.2.2 功能分析法

8.2.3 系统设计举例

8.3 创造性设计法

8.3.1 创造力和创造过程

8.3.2 创造性思维及其特点和类型

8.3.3 创造技法

8.4 设计中的评价与决策

8.4.1 设计中的评价

8.4.2 设计中的决策

习题

第9章 工程遗传算法

9.1 概述

9.1.1 工程遗传算法的概念

9.1.2 遗传算法的特点及应用

9.2 遗传算法的基本原理及其计算步骤

9.2.1 遗传算法的基本原理

9.2.2 遗传算法的基本操作

9.2.3 遗传算法的迭代计算步骤

9.2.4 遗传算法的实现

9.2.5 遗传算法的数学描述

9.3 遗传算法在机械工程设计中的应用实例

习题

第10章 现代设计方法的综合应用

10.1 机械可靠性优化设计在机械设计中的应用

10.1.1 可靠性优化设计模型的创建方法

10.1.2 机械可靠性优化设计举例

10.2 面向对象软件设计方法及其在机械CAD系统开发中的应用

10.2.1 面向对象软件设计方法的基本原理与特点

10.2.2 面向对象软件设计方法在机械CAD系统开发中的应用

10.3 参数化绘图方法及其在机械CAD中的应用

10.4 三次设计法及其在工程设计中的应用

10.4.1 三次设计法原理

10.4.2 三次设计法在工程设计中的应用

习题

参考文献

附录1

附录2

附录3 2100433B

拥有本书，您将轻松掌握AutoCAD绘图的方法和技巧，AutoCAD 2009绘图的工具、技术全面解析，二维图形和三维图形的绘制与编辑，AutoCAD在建筑制图和机械制图中的应用。

AutoCAD 2009中文版实训教程目录

第1章 AutoCAD基础

1.1 AutoCAD2009的启动

1.2 AutoCAD2009系统界面

1.2.1 功能区的使用

1.3 AutoCAD命令输入方式

1.3.1 命令与系统变量

1.3.2 通过鼠标绘图

1.3.3 通过按钮命令绘图

1.3.4.通过命令形式绘图

1.3.5 使用透明命令

1.3.6 重复执行上一次命令

1.3.7 退出执行命令

1.4 绘图环境基本设置

1.4.1 设置绘图界限

1.4.2 设置绘图单位

1.5 图形文件管理

1.5.1 创建新的AutoCAD文件

1.5.2 打开AutoCAD文件

1.5.3 保存AutoCAD文件

1.5.4 关闭AutoCAD文件

1.6 AutoCAD功能说明

1.7 退出AutoCAD

1.8 动手实践

1.9 习题练习

1.9.1 填空题

1.9.2 选择题

1.9.3 上机操作题

第2章 对象的选择与视图调整

2.1 目标对象的选择

2.2 夹点

2.3 快速缩放平移视图

2.3.1 缩放视图

2.3.2 平移视图

2.4.动手实践

2.5 习题练习

2.5.1 填空题

2.5.2 选择题

2.5.3 问答题

2.5.4 上机操作题

第3章 点的精确定位

3.1 通过状态栏辅助绘图

3.1.1 设置捕捉和栅格

3.1.2 设置正交和极轴

3.1.3 设置对象捕捉、对象追踪

3.1.4 动态输入

3.2 坐标和坐标系

3.2.1 相对坐标

3.2.2 绝对坐标

3.3 构造点精确定位

3.3.1 设置点样式

3.3.2 点的绘制

3.3.3 创建定数等分点

3.3.4 创建定距等分点

3.4 构造线精确定位

3.5 动手实践

3.6 习题练习

3.6.1 填空题

3.6.2 选择题

3.6.3 上机操作题

第4章 绘制二维基本图形

4.1 绘制直线

4.1.1 绘制直线

4.1.2 绘制多段线

4.1.3 绘制多线

4.2 绘制弧线

4.2.1 绘制圆弧

4.2.2 绘制椭圆弧

4.2.3 绘制修订云线

4.2.4.绘制样条曲线

4.3 绘制封闭图形

4.3.1 绘制矩形

4.3.2 绘制多边形

4.3.3 绘制圆

4.3.4 绘制圆环

4.3.5 绘制椭圆

4.4 动手实践

4.5 习题练习

4.5.1 填空题

4.5.2 选择题

4.5.3 上机操作题

第5章 二维图形的编辑与修改

5.1 图形的位移

5.1.1 移动图形

5.1.2 旋转图形

5.2 图形的修改

5.2.1 删除图形

5.2.2 拉伸图形

5.2.3 延伸图形

5.2.4 修剪图形

5.2.5 打断图形

5.2.6 圆角和倒角

5.2.7 缩放图形

5.2.8 分解图形

5.2.9 合并图形

5.3 动手实践

5.4 习题练习

5.4.1 填空题

5.4.2 选择题

5.4.3 上机操作题

第6章 二维图形的快速绘制

6.1 复制图形

6.1.1 执行命令

6.1.2 快捷菜单复制

6.2 镜像图形

6.3 偏移图形

6.3.1 sF行偏移

6.3.2 同心偏移

6.4.阵列图形

6.4.I矩形阵列

6.4.2 环形阵列

6.5 动手实践

6.6 习题练习

6.6.1 填空题

6.6.2 选择题

6.6.3 上机操作题

第7章 填充图案

7.1 通过【图案填充和渐变色】对话框填充

7.2 通过【工具选项板】方式填充图案

7.3 编辑填充图案

7.4 动手实践

7.5 习题练习

7.5.1 填空题

7.5.2 选择题

7.5.3 问答题

7.5.4.上机操作题

第8章 复杂二维图形绘制

8.1 直线组成图形的绘制

8.2 圆弧组成图形的绘制

8.3 多重复模块图形的绘制

8.4 动手实践

8.5 习题练习

8.5.1.填空题

8.5.2 上机操作题

第9章 文字标注和编辑

9.1 设置文字样式

9.1.1 新建文字样式

9.1.2 应用文字样式

9.2 创建单行文字

9.3 创建多行文字

9.4 编辑文字

9.5 创建表格

9.5.1 创建表格样式

9.5.2 绘制表格

9.6 动手实践

9.7 习题练习

9.7.1 填空题

9.7.2 选择题

9.7.3 上机操作题

第10章 尺寸标注与编辑

10.1 创建尺寸标注样式

……

第11章 图层的创建与设置

第12章 图块的创建与设置

第13章 三维绘图基础

第14章 使用三维命令绘制三维对象

第15章 三维对象编辑

第16章 打印与输出

第17章 AutoCAD在建筑制图中的应用

第18章 AutoCAD在机械制图中的应用

附录A 习题答案2100433B