機械設計手冊（第5版）第6卷

《機械設計手冊（第5版）第6卷》是2010年機械出版社出版的圖書，作者是聞邦椿。本書全面系統地介紹了常規設計、機電一體化與控制技術和現代設計方法及其套用等內容。

基本介紹

• 書名：機械設計手冊（第5版）第6卷
• 作者：聞邦椿
• ISBN：9787111292302
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2010年1月
• 開本：16

內容簡介

本書是在前4版的基礎上，吸收並總結了國內外機械工程設計領域中的新標準、新材料、新工藝、新結構、新技術、新產品、新設計理論與方法撰寫而成。具有內容先進、信息量大、取材廣、規格全，實用性強，數據可靠，使用方便等特點。

全書分6卷52篇，內容有：常用設計資料、機械零部件設計（連線、緊固與傳動）、機械零部件設計（軸系、支承與其他）、流體傳動與控制、機電一體化及控制技術、現代設計理論與方法等。

本卷為第6卷，主要內容有：現代設計理論與方法綜述、普適設計與功能設計、創新設計、綠色設計與和諧設計、機械系統概念設計、機械系統的振動設計及噪聲控制、機械結構的有限元設計、疲勞強度設計、機械可靠性設計、造型設計與人機工程、摩擦學設計、最佳化設計、虛擬設計、智慧型設計、並行設計與協同設計、反求設計與快速成形製造技術、快速回響變型設計、計算機輔助設計、公理設計與質量功能展開（QFD）設計、產品綜合設計的理論與方法等。

本書供從事機械設計、製造、維修及有關工程技術人員作為工具書使用，也可供大專院校的有關專業師生使用和參考。

前言

人類社會正邁入知識經濟時代，以知識為依託的科學技術在當今社會發展過程中正在發揮著越來越重要的作用。科學技術成果的研究與開發及其廣泛套用是當今，也是未來推動經濟發展和社會進步的至關重要的因素。依靠科技進步振興裝備製造業是使我國由製造大國過渡到製造強國的核心因素和關鍵。

發展裝備製造業離不開產品的研究與開發及設計。機械產品設計正由傳統設計模式向現代設計模式轉變，現代設計的特點是廣泛採用計算機技術，著力套用智慧型化設計、數位化設計、網路化設計、綠色化設計及系統化設計的綜合技術。機械設計手冊的編輯與出版，充分地展現了現代設計的特點，是現代設計不可缺少的工具和手段。

本版手冊在科學發展觀和自主創新設計的理念引領下，進行了較大篇幅的修改和補充，為我國現代機械產品自主創新設計提供了保障。例如，在手冊中重點介紹了產品綠色設計、和諧設計與系統化設計，也介紹了產品的創新設計等內容，這有利於產品設計師們採用手冊中介紹的內容和方法開展產品開發。

本版手冊匯總了大量的原始數據和設計資料，以及在產品設計時必須採用技術標準，同時還介紹了設計中許多不可缺少的相關設計知識。因此，可以說手冊是設計師們在產品設計過程中所必需的資料庫和知識庫，目前它已成為產品研究與開發的“利器”及其他設計器具無法取代的重要的設計工具，這不僅在現在，而且在將來也會發揮其積極的作用。

本版手冊系統地敘述了機械設計各專業的主要技術內容，歸納和總結了新中國成立以來我國機械領域取得的成就和經驗，不少新內容是本手冊編者們研究得到的，此外，還吸取了國外的若干先進科學技術，其內容豐富，實用性強，前4版出版後，受到了社會各界的重視和好評，作為國家級重點科技圖書和機械工程方面的最具權威的大型工具書，曾獲得全國優秀圖書二等獎、機電部科技進步二等獎、全國優秀科技暢銷書獎，1994年曾在台灣建宏出版社出版發行，它在機械產品設計中起著十分重要的作用，目前已成為各行業，尤其是機械行業各技術部門必備的工具書。

在本版手冊的修訂過程中，我們努力貫徹了“科學性、先進性、實用性、可靠性”的指導思想。廣泛調研了廠礦企業、設計院、科研院所、高等院校等多方面的使用情況和意見。對機械設計的基礎內容、經典內容和傳統內容，從取材、產品及其零部件的設計方法與計算流程、設計實例等多方面進行了深入系統的整合，同時，還全面總結了當前國內外機械設計的新理論、新方法、新材料、新工藝、新結構、新產品、新技術，特別是在產品的綜合設計理論與方法、機電一體化及機械系統自動控制技術等方面作了系統和全面的論述和凝鍊。相信本手冊會以嶄新的面貌展現在廣大讀者面前，她對提高我國機械產品的設計水平，推進新產品的研究與開發、老產品的改造，以及產品的引進、消化、吸收和再創新，進而促進我國由製造大國向製造強國轉變，發揮其積極的作用。

本版手冊分6卷52篇。第1卷：常用設計資料；第2卷：機械零部件設計（連線、緊固與傳動）；第3卷：機械零部件設計（軸系、支承與其他）；第4卷：流體傳動與控制；第5卷：機電一體化及控制技術；第6卷：現代設計理論與方法。在撰寫過程中，貫徹和採用最新技術標準和國際新標準，最大限度地充實和更新技術內容，凝鍊和總結機械設計的最新成就和經驗，盡力地吸取國外的先進科學技術，努力反映當代機械設計的最新水平，更好地為現代機械設計服務；在取材和選材過程中，儘量壓縮對基本原理的介紹，避免在手冊中出現教科書的敘述方式，特彆強調要採用手冊化、表格化的設計流程。刪除一些可要可不要的內容，以及套用面相對較窄和尚未用於實際的研究性內容。力求使各篇章內容構成有機的整體，既要考慮到各篇的系統性，又要照顧全書的統一性，儘量避免不必要的重複；在各類零部件設計計算中，要增加結構圖和套用實例口在部件設計選用中，應適當提供可選用的產品的結構及其安裝尺寸、主要技術參數等，給設計和選用創造方便的條件；所有計算方法和數據都要準確、可靠、無誤，重要的要註明來源；對相近標準的數據和表格儘量予以合併、採用雙欄排版、摘其所要等形式予以編寫，以使該手冊採用較少的篇幅而編入較多的內容。

手冊的第5版是在前4版的基礎上，著力在以下幾個方面作了修訂：

一、在貫徹落實推廣標準化技術方面

手冊全部內容貫徹和採用了2010年1月以前頒發的最新國家標準、行業標準和相關的國際新標準，最大限度地充實和更新標準化技術的內容。本次修訂為歷次修訂中標準更新規模最大的一次，例如：機械工程材料部分更新的標準達162個，流體傳動與控制部分更新的標準有150多個。更換的標準中有許多是機械行業的重要標準，如GB/T 786.1—2009流體傳動系統及元件圖形符號和迴路，GB/T 10095.1～2—2008圓柱齒輪精度制，GB/Z 18620.1～4—2008圓柱齒輪檢驗實施規範等。

二、在新的設計計算方法方面

按照GB/T 3480.1～5—1997漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法、GB/T 10300.1～3—2003錐齒輪承載能力計算方法重新構建了實用、合理的齒輪設計體系。對圓柱齒輪和錐齒輪均按照初步確定尺寸的簡化計算、簡化疲勞強度校核計算和一般疲勞強度校核計算編排設計計算方法，以滿足不同場合不同要求的齒輪設計需求。增加了齒輪齒廓修形和齒頂修緣的內容，給出了修形計算公式和確定修形量的方法。

在滾動螺旋傳動中按最新的國家標準GB/T 17587.4～5—2008滾珠絲槓副軸向靜剛度、軸向靜載荷與動載荷，整理更新了滾珠絲槓傳動選用和評估計算方法。

根據機構學的最新發展，考慮到近年來並在線上器人和並在線上床的快速發展和套用，特地另闢一章，編入並在線上器人和並在線上床的運動學和動力學分析、典型並在線上器人和並在線上床的類型和套用選型，這是在大型工具書中首次載入。增加了機構系統方案的構思與擬定並例舉了典型實例，對機構設計與選用起到綜合和運用的作用。

三、在新材料、新元器件、新產品等方面

在新材料方面，編入了新型工程材料——鈦及鈦合金，該種材料具有低密度、高熔點、高比強度、耐腐蝕性好、高低溫特性好、生物相容性好、具有形狀記憶特性等優點，在航空航天、海洋開發、化工、冶金、生物技術、汽車工程、食品、輕工等工業技術領域的裝備製造中有重要用途。編入了有“21世紀綠色材料”之稱的鎂及鎂合金，該種材料在輕量性、比強度、導熱性、減振性、儲能性、切削性、尺寸穩定性以及可回收性等方面具有獨特的優點。編入了GB/T 20878—2007不鏽鋼和耐熱鋼牌號及化學成分，該標準是一個全新標準，它規定了143個牌號的化學成分及部分牌號的物理性能參數與國內外標準牌號的對照，在各種手冊中未見編入。

在新元件、新產品方面，在減速器和變速器篇中，增加了平面二次包絡蝸桿減速器（GB/T 16444—2008）、新型的錐盤環盤式無級變速器、XZW型行星錐輪無級變速器，在大型工具書中首次編入了用於高檔轎車的新型金屬帶式無級變速器，以及其他相關的設計資料。

流體傳動與控制卷在內容和產品方面作了大幅度的更新，編入了液壓氣動領域中的最新開發的各類元器件，為流體傳動與控制系統的設計、運行和維護提供全面的技術支撐。為滿足不同層次用戶的需要，分別引入了國內主流品牌（含台灣知名品牌HP）以及國際知名品牌的產品，如液壓傳動中的德國（Rexroth）、美國（Vickers）、日本（Yuken）、義大利（Atos）等品牌產品；液壓控制系統中的德國（Fosto）、美國（Moog、Vickers、Dowry）等品牌產品；氣壓傳動中的德國（Fosto）、日本（SMC）等品牌產品。

編入了最新出現的具有廣泛套用前景的液壓元件——螺紋插裝閥系列產品，增加了液壓伺服油缸等相關新產品，大幅度增加了最新出現的適應性強的各類液壓輔件。增加了以氣流引射原理製造的真空發生器等氣動系統常用的真空元器件。

四、在機電一體化設計與控制技術方面

機械技術與電子技術相結合已經成為當前裝備製造業的主流和發展趨向，機電一體化是現代機械和技術的重要典型特徵之一，為適應機電一體化技術的套用，本版手冊對該方面的內容作了重新編排和大量充實，專辟一卷為機電一體化及控制技術等內容進行較系統和全面的敘述。

在機電一體化技術及設計篇中，以典型機電一體化產品的五大組成部分的技術要點作主線進行編寫，並以產品設計為背景組織內容，並編入了多個綜合性設計實例。

機器人是機電一體化特徵最為顯著的現代機械系統，從實用性的角度介紹了工業機器人技術中的本體、驅動、控制、感測等共性技術，結合噴塗、搬運、電焊、衝壓、壓鑄等工藝，介紹了機器人的典型套用。另外對視覺機器人、智慧型機器人等作了實用性的介紹。

微機電系統（MEMS）是20世紀80年代中後期出現的微電子技術與機械技術及生物、物理、化學等學科相交叉的一種新技術，它不僅是機械學科發展的前沿方向之一，也逐漸形成了產業。順應高新技術發展潮流，設專篇撰寫微機電系統，這在大型工具書中尚屬首次。本篇重點編入了MEMS製造技術和設計技術。

雷射加工目前已經成為一種有效的重要先進制造技術。手冊以雷射加工技術的最新成果為素材，編寫了各種雷射加工的原理、工藝及其套用，其中包括在打孔、切割、焊接、淬火、熔覆與合金化中的套用和雷射加工中的安全防護等。

同時，對機電系統控制、數控技術、機械狀態監測與故障診斷技術和電動機、電器與常用感測器等內容，簡化原理、突出套用、擴充實例、引用最新成果作了編寫。

五、在凝鍊和推廣現代設計理論與方法方面

針對現代機械產品設計的新方法和新技術存在的多樣性和複雜性問題，本版手冊以現代機械產品設計的總目標和建立其設計方法新體系為主旨，從先進性、系統性和實用性的角度，對產品的設計理論與方法作了系統總結和介紹。本版手冊按新的分類共編入了21種現代設計方法，可以說是集現代設計方法之大全。

在現代設計理論與方法綜述篇中，介紹了機械及機械製造技術發展總趨勢，國際上有影響的主要設計理論與方法，產品研究和開發的一般過程和關鍵問題，現代設計理論的發展和根據不同的設計目標對設計理論與方法的選用。首次採用系統工程的方法對產品設計理論與方法做了分類，克服了目前對產品設計理論與方法的敘述缺乏系統性的不足。

創新設計是現代機電產品提高競爭力的重要技術和方法。該篇在概要介紹創新設計的基本理論、創新思維、創新技法的基礎上，基於國際上著名的發明問題解決理論（TRIZ）就情景分析、理想設計、創新設計中的技術進化和技術預測、衝突以及衝突解決原理、物質一場模型方法等介紹了創新設計的系統化方法。介紹了29種創新思維方法，30種創新技術，40條發明創造原理，並通過大量套用實例開拓創新設計思路。

綠色設計是實現低資源消耗、低環境影響、低碳經濟的重要技術手段。該篇系統地論述綠色設計的概念、理論、方法及其關鍵技術。結合編者多年的研究實踐，並參考了大量的國內外文獻及其最新研究成果，通過介紹綠色設計的概念、材料選擇、拆卸回收產品設計、包裝設計、節能設計和綠色設計體系及評價方法，對綠色設計進行系統、簡明的論述，並給出了綠色設計在上述幾個方面的典型案例。這是在工具書中首次全面和系統地論述綠色設計，為推動工程綠色設計的普遍實施具有指引作用。

本版手冊對機械系統的振動設計及噪聲控制、機械結構有限元設計、疲勞強度設計、可靠性設計、最佳化設計、計算機輔助設計等比較成熟的現代設計方法和技術，本著簡明化、實用化的原則，做了全面修訂和充實，吸收了最新研究成果，增加了系列套用實例。例如，機械系統的振動設計及噪聲控制中，增加了非線性系統中的等效線性化和多尺度法；機械可靠性設計篇編入了機構運動可靠性設計理論和方法、可靠性靈敏度分析方法等最新成果；在機械最佳化設計篇中，增加了模糊最佳化設計等新內容。

另外，對機械系統概念設計、虛擬設計、智慧型設計、並行設計與協同設計、反求設計、快速反應設計、公理設計和質量功能展開（QFD）設計、和諧設計等設計領域的前沿方法分別作了實用化介紹，以進一步拓展設計思路。

在本版手冊最後一篇，系統介紹了現代機電產品的綜合設計方法。該方法是一種基於系統工程的產品深層次的綜合設計理論和方法。它以產品功能設計、性能設計和產品質量檢驗和評估為基本目標，將產品設計過程分為準備階段、規劃階段、實施階段和設計質量檢驗階段等四個階段，以準備階段的3I調研、規劃階段的7D規劃、實施階段的深層次1+3+X綜合設計和設計質量檢驗階段的3A檢驗為基本要點構成綜合設計法的完整技術體系。本版手冊首次對該設計法作了系統論述，並給出了大型綜合套用實例。

在本版手冊編寫中，為便於協調，提高質量，加快編寫進度，編審人員以東北大學的教師為主，並組織邀請清華大學、上海交通大學、浙江大學、哈爾濱工業大學、天津大學、華中科技大學、西安交通大學、大連理工大學、東南大學、同濟大學、重慶大學、上海大學、合肥工業大學、大連交通大學、蘇州大學、西安建築科技大學、瀋陽工業大學、瀋陽理工大學、重慶理工大學、機械科學研究總院、中國科學院瀋陽自動化研究所、中國科學院長春精密機械及物理研究所、合肥通用機械研究院、瀋陽液壓件製造有限公司、大連液力傳動機械廠、天津工程機械研究所等單位的專家、學者參加。

在本手冊第5版出版之際，向著名機械學家、本手冊創始人、歷次版本的主編徐灝教授致以崇高的敬意，向歷次版本副主編邱宣懷教授、蔡春源教授、嚴雋琪教授、林忠欽教授、余俊教授、汪愷總工程師、周士昌教授表示崇高的敬意，向參加本手冊歷次版本的編寫單位和人員表示衷心感謝，向在手冊編寫、出版過程中給予大力支持的單位和社會各界朋友們表示衷心感謝，特別感謝機械科學研究總院、鄭州機械研究所、瀋陽鋁鎂設計研究院、北方重工集團瀋陽重型機械集團有限責任公司和瀋陽礦山機械集團有限責任公司、瀋陽工具機集團有限責任公司、瀋陽鼓風機集團有限責任公司及國家標準館瀋陽分館等單位的大力支持。

由於水平有限，手冊難免有一些不盡人意之處，殷切希望廣大讀者批評指正。

目錄

第33篇 現代設計理論與方法綜述

第1章 現代機械及製造技術發展趨勢

1 概述

2 “極端製造”方向

3 “綜合集成”的方向

4 “信息化”的方向

5 綠色化方向

第2章 產品研究與開發的一般過程及幾個關鍵問題

1 概述

2 產品研究與開發的一般模型

3 產品研究和開發中的幾個關鍵問題

4 產品設計工作的重要性及其核心因素

第3章 現代產品設計理論與方法簡介及分類

1 現代產品設計理論與方法研究簡況

2 國際著名產品設計理論與方法簡介

3 產品主要設計方法的簡介

4 現代設計理論與方法的分類

第4章 現代機械設計方法的發展及其特點

1 現代機械設計的發展

2 現代設計與傳統設計的比較

3 各類設計目標及各種設計理論與方法的選用

參考文獻

第34篇 普適設計與功能設計

第1章 概論

1 概述

2 機械產品的功能與性能

3 產品創新的核心——產品概念設計

第2章 普適設計理論與方法

1 概述

2 普適設計法的基本知識

3 產品功能的概念設計

4 產品概念設計過程模型

5 設計案例——垂直螺旋式振動輸送機的設計

第3章 功能設計理論與方法

1 概述

2 機械系統的功能

3 功能分析

4 功能綜合

5 功能評價

6 功能設計理論與方法在工程中的套用

參考文獻

第35篇 創新設計

第1章 創新的基本理論

1 創新的基本概念

2 創新理論及其套用

第2章 創新思維的基本方法

1 創新思維方法

2 創新技法

3 創新技法的套用

第3章 創新設計的分析與描述

1 創新設計的資源分析與描述

2 創新設計的理想化描述

3 創新設計的情境分析與描述

4 創新設計的實例分析——汽車駕駛桿的抖振分析

第4章 創新設計中的技術系統進化理論分析

1 技術進化過程中創新設計實例分析

2 創新設計中技術系統進化模式

3 創新設計中技術成熟度預測方法

4 創新設計中技術系統進化工程實例分析

第5章 創新設計中的技術衝突及其解決原理

1 創新設計中的物理衝突及其解決原理

2 創新設計中的技術衝突及其解決原理

3 利用衝突矩陣實現創新設計

4 實例分析——汽車側向空氣袋概念設計

第6章 創新設計中的技術系統物一場模型分析方法

1 如何建立技術系統的物—場模型

2 利用物—場模型實現創新設計

3 實例分析

參考文獻

第36篇 綠色設計與和諧設計

第1章 綠色設計概述

1 綠色設計基本概念

2 綠色設計方法

3 綠色設計的實施步驟

第2章 綠色設計中的材料選擇

1 綠色設計對材料的要求

2 綠色材料選擇的原則

3 綠色材料的選擇

4 材料的綠色性能評價

5 材料資料庫的構建

第3章 面向拆卸回收的產品設計

1 面向拆卸的產品設計

2 面向回收的產品設計

3 面向拆卸回收的產品設計實例

第4章 面向包裝的綠色設計

1 綠色包裝設計的概念

2 綠色包裝設計原則

3 綠色包裝設計流程和內容

第5章 面向節能的綠色設計方法

1 能耗標籤與能耗標準

2 節能降耗設計方法

3 面向節能的綠色設計案例

第6章 綠色設計評價

1 綠色產品評價

2 生命周期評價

3 拆卸性能評估

第7章 綠色設計案例

1 電冰櫃綠色設計案例

2 轎車生命周期評價研究實例

第8章 和諧設計

1 和諧設計的目標

2 和諧設計的內容

3 和諧設計的方法及套用

參考文獻

第37篇 機械系統概念設計

第1章 概論

1 機械系統的基本概念

2 機械系統的基本特徵

3 機器的類別和基本特徵

4 機械設計概述

5 機械系統的概念設計

第2章 機械系統概念設計的基本方法

1 工藝動作過程和執行機構

2 工作原理和工藝動作分析

3 系統設計方法

4 層次分析方法

5 形態綜合法

第3章 動作行為載體及其創新設計

1 機械系統的功能—行為—結構特點

2 動作行為和執行機構

3 機構組合和組合機構

4 廣義機構

5 執行機構的創新方法

6 機構選型

7 動作解法庫的建立

第4章 機械運動系統的協調設計

1 機械運動系統的基本構成

2 機械運動系統設計

3 執行機構的協調設計

4 機械運動循環圖設計

第5章 機械系統運動方案的構思和設計

1 機械系統運動方案設計的主要步驟和內容

2 機械的工藝動作過程的構思

3 機械工藝動作過程分解和執行機構的選擇

4 機械運動系統方案的組成原理與方法

5 機械系統運動方案設計舉例

第6章 機械運動系統的評價體系和評價方法

1 評價指標體系的確定原則

2 評價指標體系

3 價值工程方法

4 系統分析方法

5 模糊綜合評價法

6 實例分析

參考文獻

第38篇 機械系統的振動設計及噪聲控制

第1章 緒論

1 機械振動的含義及其分類

2 機械工程中常遇到的振動問題

3 機械振動等級的評定

第2章 機械振動的基礎

1 機械振動的表示方法

2 機械系統的力學模型

3 彈性構件的剛度

4 機械振動系統的阻尼系統

5 振動系統的固有圓頻率

6 同向簡諧振動的合成

第3章 線性系統的合成

1 單自由度振動系統

2 多自由度振動系統

3 扭轉振動系統

4 共振

5 迴轉機械起動和停機過程中的振動

第4章 非線性振動和隨機振動

1 非線性振動

2 隨機振動

第5章 振動的利用

1 概述

2 利用振動的機械系統

3 振動系統中無聊的運動學與動力學

4 常用的振動機械

5 振動機械設計示例

第6章 機械振動的控制

1 機器及其零部件的平衡

2 阻尼減振

3 常用的減振裝置

4 隔振原理及隔振設計

5 振動的主動控制

6 允許振動量

第7章 機械振動的測試

1 概述

2 振動的測量

3 機械動力學系統振動特性的測試

4 動力強度試驗

5 測試裝置

6 信號分析及數據處理

第8章 軸和軸系的臨界轉速

1 概述

2 簡單轉子的臨界轉速

3 兩支承多盤轉子臨界轉速的近似計算

4 軸系的模型與參數

5 軸系臨界轉速設計

6 影響軸系臨界轉速的因素

第9章 機械噪聲及其評價

1 機械噪聲的分類與特徵

2 機械噪聲的評價

3 法規及標準

第10章 機械噪聲的測量機噪聲源識別

1 測量項目於測量儀器

2 測量方法

3 測量環境對測量結果的影響

4 機械噪聲源的識別

5 工業企業噪聲測量

第11章 常見機械噪聲源特性及其控制

1 一般控制原則與控制方法

2 齒輪噪聲及其控制

3 給你東軸承噪聲及其控制

4 液壓系統噪聲及其控制

5 氣體動力性噪聲及其控制

第12章 消聲裝置及隔聲設備

1 消聲器

2 隔聲罩

3 隔聲屏

參考文獻

第39篇 機械結構的有限元設計

第1章 彈性理論與有限元法的基本原理

1 彈性力學基本概念

2 有限元法的一般格式

第2章 平面問題和空間問題的有限元

1 兩類平面問題

2 平面問題的三角形單元

3 軸對稱問題的三角形單元

4 空間問題的四面體單元

第3章 等參元的基本原理

1 平面八節點四邊形等參元

2 一堆等參元

3 平面矩形等參元

4 平面三角形等參元

5 三堆等參元

6 等參元用於機械結構分析的一般格式

第4章 單元形函式的性質

1 形函式的構造原理

2 形函式的性質

3 用面積坐標表達的形函式

4 有限元的收斂準則

5 等效節點載荷列陣

第5章 桿梁問題的有限元

1 桿單元

2 平面梁單元

3 空間梁單元

第6章 薄板彎曲問題的有限元

1 線彈性薄板理論

2 三角形薄板單元

3 用面積坐標表示的三角形板單元

4 四邊形薄板單元

5 用局部坐標表示的四邊形板單元

6 考慮剪下的明德林（Mindlin）板單元

第7章 殼體問題的有限元

1 基於薄殼理論的軸對稱殼體單元

2 位移和轉動各自獨立插值的軸對稱殼體單元

3 軸對稱超參數殼體單元

4 不同類型單元的連線

5 一般殼體問題的平板殼體單元

6 一般殼體問題的超參數殼體單元

第8章 動力學問題的軛有限元

1 單元的動力學方程

2 單元質量矩陣的阻尼矩陣

3 機械結構的動力學有限元方程

4 機械結構固有特性的有限元分析

5 求解動力回響問題

6 減縮動力系統自由度的方法

第9章 非線性問題的有限元

1 非線性方程組的數值解法

2 材料非線性問題的有限元分析

3 幾何非線性問題的有限元分析

4 接觸問題的有限元分析

第10章 熱傳導問題的有限元

1 熱傳導微分方程

2 線性熱傳導方程的有限元方法

3 熱傳導單元分析

4 穩態熱傳導的有限元分析

5 非穩態熱傳導的有限元分析

6 非線性熱傳導的有限元方法

7 場問題的有限元分析

第11章 有限元分析實例

1 平面應力問題算例

2 等參元套用算例

3 桿梁問題的算例

4 板殼問題的算例

5 動力學問題的算例

6 熱傳導問題的算例

7 幾何和材料非線性問題的算例

8 接觸非線性問題的算例

9 水泵泵體的有限元分析

參考文獻

第40篇 疲勞強度設計

第1章 概論

1 疲勞分類

2 疲勞強度設計方法

第2章 疲勞載荷

1 概述

2 循環應力和循環應變

3 隨機載荷的循環計數法

4 隨機疲勞載荷譜的編制

第3章 金屬材料的疲勞極限和S—N曲線

1 金屬材料疲勞極限

2 常用金屬材料的S—N曲線

第4章 影響疲勞強度的因素

1 應力集中的影響

2 尺寸的影響

3 表面狀況的影響

4 載荷狀況的影響

第5章 常規疲勞強度設計

1 概述

2 疲勞安全係數

3 疲勞累積損傷理論

4 無限疲勞壽命設計

5 有限疲勞壽命設計

第6章 現代疲勞強度設計

1 概述

2 低周疲勞

3 局部應力應變法

4 裂紋擴展壽命估算

第7章 環境疲勞強度

1 腐蝕疲勞強度

2 熱疲勞強度

3 低溫疲勞強度

4 高溫疲勞強度

第8章 衝擊與接觸疲勞強度

1 衝擊疲勞強度

2 接觸疲勞強度

第9章 提高零構件疲勞強度的措施

1 合理選材

2 改進結構和工藝

3 表面強化

4 表面防護

5 合理操作與定期檢修

參考文獻

第41篇 機械可靠性設計

第1章 可靠性設計的基礎知識

1 概述

2 可靠性中常用的機率分布

3 可靠性特徵量

第2章 可靠性試驗數據的統計處理方法

1 可靠性試驗分類

2 分布類型的假設檢驗

3 指數分布的分析法

4 正態及對數常態分配的分析法

5 威布爾分布的分析法

6 可靠性虛擬試驗方法

第3章 機械零件的可靠性設計

1 應力-強度干涉模型與可靠度計算方法

2 可靠度的近似計算法

3 機械零件可靠性設計所需的部分數據和資料

4 零件靜強度的可靠性設計

5 疲勞強度的可靠性設計

6 其他失效形式時可靠性設計

第4章 機械系統的可靠性分析

1 不可修復系統的可靠性分析

2 可修復系統的可靠性

3 可靠性預計

4 可靠性分配

5 失效模式、效應及危害度分析

6 故障樹分析

第5章 機構運動可靠性分析

1 概述

2 機構運動可靠性基本模型機計算方法

3 曲柄滑塊機構運動可靠性分析

4 並在線上構運動可靠性分析實例

第6章 可靠性靈敏度設計

1 目的及意義

2 可靠性靈敏度設計方法

3 可靠性靈敏度設計實例

參考文獻

第42篇 造型設計和人機工程

第1章 機器造型設計概述

1 造型設計定義

2 造型設計的組成要素

3 造型設計的特徵與原則

4 造型設計的工作程式與步驟

第2章 造型設計的工藝表現法則

1 機器造型的比例與尺度

2 機器形態的均衡與穩定

3 機器形態的統一與變化

第3章 機器形態的構成方法

1 定義

2 造型的形態要素及其形式心理

3 常用幾何曲線的構成與演變

4 常用幾何面的構成與演變

5 常用幾何體的構成與演變

6 造型形態構成的基本法則

7 造型設計中的錯視域矯正

第4章 機器產品的色彩設計

1 色彩性質與要素

2 色彩體系與表示方法

3 常用色彩術語

4 產品色彩設計的指導性原則

5 色彩配置的方法與效果

6 色彩功能與套用

7 色彩的好惡

8 主體色的數量與配置方式

第5章 裝飾設計和造型設計表現

1 線條裝飾與方法

2 面板（標牌）設計與工藝選擇

3 造型設計表現

第6章 機器造型的宜人性設計

1 人機工程概述

2 人體尺寸數據

3 人的肢體正常活動範圍與空間選擇

4 人體模板與操作姿勢及空間設計

5 人的視野

6 人的肢體用力限度

7 指示與操作裝置的設計及選擇

第7章 工作環境設計

1 工作環境的照明設計

2 工作環境的小氣候要求

3 工作環境的安全防護設計

參考文獻

第43篇 摩擦學設計

第1章 摩擦與摩擦因數

1 固體摩擦的摩擦力

2 固體摩擦定律

3 摩擦角和摩擦錐

4 滑動摩擦因數

5 滾動摩擦

6 機械零件的摩擦

7 摩擦裝置中的摩擦

第2章 磨損及其控制

1 磨損過程

2 控制磨損的設計方法

3 磨損的度量與預測

4 機械零件的磨損預測

5 磨損零件的修復

第3章 潤滑設計

1 潤滑類型與狀態

2 機械零件的流體動力潤滑計算

3 機械零件的潤滑設計

第4章 潤滑劑

1 潤滑劑及其特性

2 潤滑劑的選用

3 潤滑劑、脂的更換周期

第5章 潤滑方法與潤滑系統設計

1 潤滑方法及其選擇

2 油、脂潤滑的潤滑系統及其設計

3 潤滑油集中潤滑裝置

第6章 摩擦副材料及其選用

1 摩擦材料

2 減磨材料

3 耐磨才倆

4 摩擦副材料的選擇

5 表面處理和覆蓋層

參考文獻

第44篇 最佳化設計

第1章 最佳化設計算法原理

1 最佳化設計概述

2 一維無約束最佳化方法

3 多維無約束最佳化算法

4 簡約梯度法及廣義簡約梯度法

5 罰函式法

6 序列線性規劃法

7 序列二次規劃法

8 遺傳算法

9 神經網路最佳化方法的基本思路與類型

第2章 機械最佳化設計

1 機構最佳化設計概述

2 連桿機構最佳化設計

3 凸輪機構最佳化設計

4 機構多目標最佳化設計

第3章 機械零件最佳化設計

1 機械零件最佳化設計概述

2 齒輪傳動最佳化設計

3 彈簧最佳化設計

4 液體動壓滑動軸承最佳化設計

第4章 模糊最佳化設計

1 模糊最佳化設計概述

2 對稱型模糊最佳化設計

3 非對稱型模糊最佳化設計

4 三級斜齒圓柱齒輪減速器的模糊最佳化設計

5 簡支梁的模糊最佳化設計

第5章 結構最佳化設計

1 結構最佳化設計概述

2 結構最佳化設計的準則法

3 結構最佳化的齒行法

第6章 形狀最佳化設計

1 形狀最佳化設計概述

2 形狀最佳化的敏度分析

3 形狀最佳化的自適應分析技術

4 自適應分析形狀最佳化設計

5 連桿的形狀最佳化設計

6 起重吊鉤的自適應形狀最佳化設計

第7章 可靠性最佳化設計

第8章 複雜系統最佳化設計

第45篇 虛擬設計

第1章 虛擬設計概述

第2章 虛擬現實技術

第3章 基於虛擬現實技術的新一代CAD技術

第4章 套用於虛擬設計的科學計算可視化技術

第5章 虛擬概念設計

第6章 虛擬裝配技術

第7章 面向產品開發的工程套用

第46篇 智慧型設計

第1章 智慧型模擬的科學

第2章 智慧型設計方法和技術綜述

第3章 進化設計技術與方法

第4章 自組織設計技術與方法

第5章 自學習設計技術與方法

第6章 人工生命設計技術與方法

第47篇 並行設計與協同設計

第1章 並行設計與協同設計概述

第2章 並行設計原理

第3章 協同設計

第4章 數位化產品建模

第5章 產品數據管理

第6章 能使用的技術與工具

第7章 設計實例

第48篇 反求設計與快速成形製造技術

第1章 反求工程技術

第2章 快速成形

第49篇 快速回響變型設計

第1章 緒論

第2章 快速回響變型設計的體系結構

第3章 快速回響變型設計的關鍵技術

第4章 關係型產品模型理論及其套用

第5章 基於實例推理的快速回響變型設計

第6章 實例研究

第50篇 計算機輔助設計

第1章 概論

第2章 幾何變換和圖形處理基礎

第3章 CAD的分析計算和仿真

第4章 計算機繪製工程圖樣和數據交換標準

第5章 三維CAD和產品模型數據交換標準

第6章 CAD系統中的人工智慧技術

第7章 軟體開發的一般步驟與文檔編寫

第51篇 公理設計與質量功能展開（QFD）設計

第1章 公理設計

第2章 質量功能展開（QFD）設計

第52篇 產品綜合設計的理論與方法

第1章 概論

第2章 產品功能與性能的內涵及質量的定義

第3章 機械產品的功能及功能最佳化設計

第4章 機械產品的結構性能及動態最佳化設計

第5章 機械產品的使用性能及智慧型最佳化設計

第6章 機械產品的製造性能及可視化設計

第7章 機械產品設計質量的檢驗與評估

第8章 綜合設計法在產品設計中的套用舉例