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现代机械设计手册.第6卷(第二版)电子书

《现代机械设计手册》第二版是顺应“中国制造2025”智能装备设计新要求的、技术先、数据可靠的一套现代化的机械设计大型工具书,涵盖现代机械零部件设计、智能装备及控制设计、现代机械设计方法三部分内容。具有以下六大特色。 1.权*威性。《现代机械设计手册》阵容强大,编、审人员大都来自于设计、生产、教学和科研一线,具有深厚的理论功底、丰富的设计实践经验。这支专业的编审队伍确保了手册准确、实用的内容质量。

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作       者:秦大同、谢里阳 主编

出  版  社:化学工业出版社

出版时间:2019-03-01

字       数:118.1万

所属分类: 科技 > 工业技术 > 重工业

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《现代机械设计手册》第二版是顺应“中国制造2025”智能装备设计新要求、技术先、数据可靠的一部现代化的机械设计大型工具书,涵盖现代机械零部件及传动设计、智能装备及控制设计、现代机械设计方法三部分内容。第二版重加强机械智能化产品设计(3D印、智能零部件、节能元器件)、智能装备(机器人及智能化装备)控制及系统设计、现代设计方法及应用等内容。 《现代机械设计手册》共6卷,其中第1卷包括机械设计基础资料,零件结构设计,机械制图和几何精度设计,机械工程材料,连件与紧固件;第2卷包括轴和联轴器,滚动轴承,滑动轴承,机架、箱体及导轨,弹簧,机构,机械零部件设计禁忌,带传动、传动;第3卷包括齿轮传动,减速器、变速器,离合器、制动器,润滑,密封;第4卷包括液力传动,液压传动与控制,气压传动与控制;第5卷包括智能装备系统设计,工业机器人系统设计,传感器,控制元器件和控制单元,电动机;第6卷包括机械振动与噪声,疲劳强度设计,可靠性设计,优化设计,逆向设计,数字化设计,人机工程与产品造型设计,创新设计,绿色设计。 新版手册从新时代机械设计人员的实际需求出发,追求现代感,兼顾实用性、通用性、准确性,涵盖了各种常规和通用的机械设计技术资料,贯彻了*的国家和行业标准,推荐了国内外先、智能、节能、通用的产品,体现了便查易用的编写风格。 《现代机械设计手册》可作为机械装备研发、设计技术人员和有关工程技术人员的工具书,也可供高等院校相关专业师生参考使用。  <br/>【推荐语】<br/>《现代机械设计手册》第二版是顺应“中国制造2025”智能装备设计新要求的、技术先、数据可靠的一套现代化的机械设计大型工具书,涵盖现代机械零部件设计、智能装备及控制设计、现代机械设计方法三部分内容。具有以下六大特色。 1.权*威性。《现代机械设计手册》阵容强大,编、审人员大都来自于设计、生产、教学和科研一线,具有深厚的理论功底、丰富的设计实践经验。这支专业的编审队伍确保了手册准确、实用的内容质量。 2.现代感。体现现代机械设计气氛,满足时代要求,是《现代机械设计手册》的基本宗旨。“现代”二字主要体现在:新标准、新技术、新材料、新结构、新工艺、新产品、智能化、现代的设计理念、现代的设计方法和现代的设计手段等几个方面。第二版重加强机械智能化产品设计(3D印、智能零部件、节能元器件等)、智能装备(机器人及智能化装备等)控制元器件及系统设计、数字化设计等先设计方法的应用技术等内容。 3.实用性。新版手册继续加强实用性,对传统机械零部件设计选用等基础性内容的选定、深度的把握、资料的取舍和章节的编排,都坚持从设计和生产的实际需要出发。为方便广大读者的使用和查阅,手册在具体内容的表述上,采用以图表为主的编写风格,有利于提高设计人员的工作效率和设计速度。 4.通用性。本手册以通用的机械零部件和控制元器件设计、选用内容为主,既适用于传统的通用机械零部件设计选用,又适用于智能化装备的整机系统设计发,能够满足各类机械设计人员的工作需求。 5.准确性。本手册尽量采用原始资料,公式、图表、数据力求准确可靠,方法、工艺、技术力求成熟。所有材料、零部件和元器件、产品和工艺方面的标准均采用现行标准资料。手册中收录通用性强的、标准化程度高的产品,供设计人员在了解企业实际生产品种、规格尺寸、技术参数,以及产品质量和用户的实际反映后选用。 6.全面性。本手册一方面根据机械设计人员的需要,按照“基本、常用、重要、发展”的原则选取内容,另一方面兼顾了制造企业和大型设计院两大群体的设计特,以全面适应新时代机械新产品设计发的需要。  <br/>
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内容提要

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前言

第27篇 机械振动与噪声

第1章 概 述

1.1 机械振动的分类及机械工程中的振动问题

1.1.1 机械振动的分类

1.1.2 机械工程中的振动问题

1.2 有关振动的部分标准

1.2.1 有关振动的部分国家标准

1.2.1.1 基础标准和一般标准

1.2.1.2 平衡和试验台的振动标准

1.2.1.3 各种机器、设备的振动标准

1.2.1.4 振动测量仪器的使用和要求

1.2.1.5 人体振动与环境

1.2.2 有关振动的部分国际标准

1.2.3 机械振动等级的评定

1.2.3.1 振动烈度的评定

1.2.3.2 振动烈度的等级划分

1.2.3.3 泵的振动烈度的评定举例

1.3 允许振动量

1.3.1 机械设备的允许振动量

1.3.2 其他要求的允许振动量

第2章 机械振动基础

2.1 单自由度系统的自由振动

2.2 单自由度系统的受迫振动

2.2.1 简谐激励下的振动响应

2.2.2 一般周期激励下的稳态响应

2.2.3 扭转振动与直线振动的参数类比

2.2.4 机电类比

2.3 多自由度系统

2.3.1 多自由度系统的自由振动及其特性

2.3.2 多自由度系统的简谐激励稳态响应

2.3.3 常见二自由度系统简谐激励下的稳态响应

2.3.4 弹性连接黏性阻尼隔振系统的稳态响应

2.3.5 动力反共振隔振系统的稳态响应

2.4 振动系统对任意激励的响应计算

2.4.1 单自由度系统

2.4.2 多自由度系统的模态分析法

2.4.3 阻抗、导纳和四端参数

第3章 机械振动的一般资料

3.1 机械振动表示方法

3.1.1 简谐振动表示方法

3.1.2 周期振动幅值表示方法

3.1.3 振动频谱表示方法

3.2 弹性构件的刚度

3.3 阻尼系数

3.3.1 黏性阻尼系数

3.3.2 等效黏性阻尼系数

3.4 振动系统的固有角频率

3.4.1 单自由度系统的固有角频率

3.4.2 二自由度系统的固有角频率

3.4.3 各种构件的固有角频率

3.5 同向简谐振动合成

3.6 各种机械产生振动的扰动频率

第4章 非线性振动与随机振动

4.1 非线性振动

4.1.1 非线性振动问题

4.1.2 非线性恢复力的特性曲线

4.1.3 非线性阻尼力的特性曲线

4.1.4 非线性振动的特性

4.1.5 分析非线性振动的常用方法及示例

4.1.5.1 分析非线性振动的常用方法

4.1.5.2 非线性振动的求解示例

4.2 自激振动

4.2.1 自激振动系统的特性

4.2.2 机械工程中的自激振动现象

4.2.3 非线性振动的稳定性

4.2.4 相平面法及稳定性判据

4.3 随机振动

4.3.1 随机振动问题

4.3.2 平稳随机振动

4.3.3 单自由度线性系统的传递函数

4.3.4 单自由度线性系统的随机响应

第5章 机械振动控制

5.1 振动控制的基本方法

5.1.1 常见的机械振动源

5.1.2 振动控制的基本方法

5.1.3 刚性回转体的平衡

5.1.4 挠性回转体的动平衡

5.1.5 往复机械惯性力的平衡

5.2 定性减少振动的一些方法和手段

5.3 隔振原理及隔振设计

5.3.1 隔振原理及一级隔振动力参数设计

5.3.2 一级隔振动力参数设计示例

5.3.3 二级隔振动力参数设计

5.3.4 二级隔振动力参数设计示例

5.3.5 非刚性基座隔振设计

5.3.6 隔振设计的几个问题

5.3.6.1 隔振设计步骤

5.3.6.2 隔振设计要点

5.3.6.3 隔振系统的阻尼

5.3.7 隔振元件材料、类型与选择

5.3.7.1 隔振元件材料、类型

5.3.7.2 隔振元件选择

5.3.8 橡胶隔振器

5.3.9 橡胶隔振器设计

5.3.9.1 橡胶材料的主要性能参数

5.3.9.2 橡胶隔振器刚度计算

5.3.9.3 橡胶隔振器设计要点

5.3.10 钢丝绳隔振器

5.3.10.1 主要特点

5.3.10.2 选型原则与方法

5.4 阻尼减振

5.4.1 阻尼减振原理

5.4.2 阻尼类型

5.4.3 材料的损耗因子与阻尼结构

5.4.3.1 材料的损耗因子

5.4.3.2 阻尼结构

5.4.4 干摩擦阻尼

5.4.4.1 刚性连接的干摩擦阻尼

5.4.4.2 弹性连接的干摩擦阻尼

5.4.5 干摩擦阻尼减振器

5.5 动力吸振器

5.5.1 动力吸振器设计

5.5.1.1 动力吸振器工作原理

5.5.1.2 动力吸振器设计

5.5.1.3 动力吸振器设计示例

5.5.2 有阻尼动力吸振器

5.5.2.1 有阻尼动力吸振器的动态特性

5.5.2.2 有阻尼动力吸振器的最佳参数

5.5.2.3 有阻尼动力吸振器设计示例

5.6 缓冲器设计

5.6.1 设计思想

5.6.1.1 冲击现象及冲击传递系数

5.6.1.2 速度阶跃激励

5.6.1.3 缓冲弹簧的储能特性

5.6.1.4 阻尼参数选择

5.6.2 一级缓冲器设计

5.6.2.1 缓冲器设计原则

5.6.2.2 设计要求

5.6.2.3 一次缓冲器动力参数设计

5.6.2.4 加速度脉冲激励波形影响提示

5.6.3 二级缓冲器设计

5.7 机械振动的主动控制

5.7.1 主动控制系统的原理

5.7.2 主动控制的类型

5.7.3 控制系统的组成

5.7.4 作动器类型

5.7.5 主动控制系统的设计过程

5.7.6 常用的控制律设计方法

5.7.7 主动抑振

5.7.7.1 随机振动控制

5.7.7.2 谐波振动控制

5.7.8 主动吸振

5.7.8.1 惯性可调动力吸振

5.7.8.2 刚度可调式动力吸振

5.7.9 主动隔振

5.7.9.1 主动隔振原理

5.7.9.2 半主动隔振原理

第6章 典型设备振动设计实例

6.1 旋转机械的振动设计实例

6.1.1 汽轮发电机组轴系线性动力学设计

6.1.1.1 建模

6.1.1.2 运动方程和求解方法

6.1.1.3 临界转速的计算

6.1.1.4 不平衡响应计算

6.1.1.5 稳定性设计

6.1.2 200MW汽轮发电机组轴系动力学线性分析

6.1.2.1 200MW汽轮发电机组轴系模型

6.1.2.2 单跨轴段在刚性支承下的临界转速和模态

6.1.2.3 刚性支承轴系的临界转速及主模态

6.1.2.4 弹性支承轴系的临界转速

6.2 往复机械的振动设计实例——CA498柴油机隔振系统设计与试验研究

6.2.1 柴油机振动扰动力分析

6.2.2 柴油机隔振系统设计模型

6.2.3 隔振方案的选择

6.2.4 结论

6.3 锻压机械的振动设计实例

6.3.1 锻锤隔振计算

6.3.1.1 锻锤隔振的基本计算

6.3.1.2 砧座下基础块的最小厚度要求

6.3.1.3 三心合一问题

6.3.1.4 阻尼问题

6.3.1.5 隔振基础的结构设计

6.3.2 锻锤隔振基础的设计步骤

6.3.2.1 搜集设计资料

6.3.2.2 初步确定基础块的质量和几何尺寸

6.3.2.3 确定隔振器应具备的参数并选用或设计隔振器

6.3.2.4 基础块振动验算

6.3.2.5 砧座振幅验算

6.3.2.6 基础箱的设计及振幅

6.3.3 设计举例5t模锻锤隔振基础设计

6.3.3.1 设计资料及设计值

6.3.3.2 确定基础块的质量和几何尺寸

6.3.3.3 隔振器的选用与设计

6.3.3.4 基础块振动验算

6.3.3.5 砧座振幅验算

6.3.3.6 基础箱设计

6.3.4 有关锻锤隔振新理论、新观念、新方法介绍

6.3.4.1 锻锤基础弹性隔振新技术

6.3.4.2 锻锤隔振系统的CAD二次开发与智能制造

6.3.4.3 锻锤基础隔振的参数优化设计方法

第7章 轴系的临界转速

7.1 概述

7.2 简单转子的临界速度

7.2.1 力学模型

7.2.2 两支承轴的临界转速

7.2.3 两支承单盘转子的临界转速

7.3 两支承多盘转子临界转速的近似计算

7.3.1 带多个圆盘轴的一阶临界转速

7.3.2 力学模型

7.3.3 临界转速计算公式

7.3.4 计算示例

7.4 阶梯轴的临界转速计算

7.5 轴系的模型与参数

7.5.1 力学模型

7.5.2 滚动轴承支承刚度

7.5.3 滑动轴承支承刚度

7.5.4 支承阻尼

7.6 轴系的临界转速计算

7.6.1 轴系的特征值问题

7.6.2 特征值数值计算实例

7.6.3 传递矩阵法计算临界转速

7.6.4 传递矩阵法计算实例

7.7 轴系临界转速设计

7.7.1 轴系临界转速修改设计

7.7.2 轴系临界转速组合设计

7.8 影响轴系临界转速的因素

7.8.1 支撑刚度对临界转速的影响

7.8.2 回转力矩对临界转速的影响

7.8.3 联轴器对临界转速的影响

7.8.4 其他因素的影响

7.8.5 改变临界转速的措施

第8章 机械振动的利用

8.1 概述

8.1.1 振动机械的组成

8.1.2 振动机械的用途及工艺特性

8.1.3 振动机械的频率特性及结构特征

8.1.4 工程中常用的振动系统

8.1.5 有关振动机械的部门标准

8.2 振动机工作面上物料的运动学与动力学

8.2.1 物料的运动学

8.2.1.1 物料的运动状态

8.2.1.2 物料的滑行运动

8.2.1.3 物料的抛掷运动

8.2.2 物料的动力学

8.2.2.1 物料滑行运动时的结合质量与当量阻尼

8.2.2.2 物料抛掷运动时的结合质量与当量阻尼

8.2.2.3 弹性元件的结合质量与阻尼

8.2.2.4 振动系统的计算质量、总阻尼系数及功率消耗

8.3 常用的振动机械

8.3.1 振动机械的分类

8.3.2 常用振动机的振动参数

8.4 惯性式振动机械的计算

8.4.1 单轴惯性式振动机

8.4.2 双轴惯性式振动机

8.4.3 多轴惯性振动机

8.4.4 自同步式振动机

8.4.5 惯性共振式振动机

8.4.5.1 主振系统的动力参数

8.4.5.2 激振器动力参数设计

8.5 弹性连杆式振动机的计算

8.5.1 单质体弹性连杆式振动机

8.5.2 双质体弹性连杆式振动机

8.5.3 隔振平衡式三质体弹性连杆振动机

8.5.4 非线性弹性连杆振动机

8.5.5 弹性连杆振动机动力参数的选择计算

8.5.6 导向杆和橡胶铰链

8.5.7 振动输送类振动机整体刚度和局部刚度的计算

8.5.8 近共振类振动机工作点的调试

8.6 电磁式振动机械的计算

8.7 振动机械设计示例

8.7.1 远超共振惯性振动机设计示例

8.7.1.1 远超共振惯性振动机的运动参数设计示例

8.7.1.2 远超共振惯性振动机的动力参数设计示例

8.7.2 惯性共振式振动机的动力参数设计示例

8.7.3 弹性连杆式振动机的动力参数设计示例

8.7.4 电磁式振动机的动力参数设计示例

8.8 主要零部件

8.8.1 振动电机

8.8.2 仓壁式振动器

8.8.3 复合弹簧

8.9 利用振动来监测缆索拉力

8.9.1 测量弦振动计算索拉力

8.9.1.1 弦振动测量原理

8.9.1.2 MGH型锚索测力仪

8.9.2 按两端受拉梁的振动测量索拉力

8.9.2.1 两端受拉梁的振动测量原理

8.9.2.2 高屏溪桥斜张钢缆检测部分简介

8.9.3 索拉力振动检测的最新方法

第9章 机械振动测量

9.1 概述

9.1.1 机械振动测量意义

9.1.2 振动的测量方法

9.1.2.1 振动测量的内容

9.1.2.2 测振原理

9.1.2.3 振动量级的表述方法

9.1.3 振动测量系统

9.2 振动测量传感器

9.2.1 加速度传感器

9.2.1.1 加速度计的原理和结构

9.2.1.2 加速度计的类型

9.2.1.3 加速度计的主要性能指标

9.2.1.4 加速度计的安装

9.2.1.5 加速度计的选择

9.2.1.6 适用于不同场合的加速度计

9.2.1.7 加速度计的标定

9.2.2 速度传感器

9.2.2.1 磁电式速度传感器

9.2.2.2 多普勒激光测速仪

9.2.3 位移传感器

9.2.3.1 电涡流传感器

9.2.3.2 激光位移传感器

9.2.4 其他传感器

9.2.4.1 力传感器

9.2.4.2 阻抗头

9.2.4.3 扭振/扭矩传感器

9.2.4.4 光纤振动传感器

9.2.5 传感器标定

9.2.5.1 标定内容

9.2.5.2 标定方法

9.2.5.3 加速度传感器标定

9.3 其他测试仪器

9.3.1 信号放大器

9.3.1.1 电荷放大器

9.3.1.2 电压放大器

9.3.2 电源供给器

9.3.3 数据采集仪

9.3.3.1 有线数据采集仪

9.3.3.2 无线数据采集仪

9.3.4 便携式测振仪

9.4 激振设备

9.4.1 力锤

9.4.2 电磁式激振设备

9.4.2.1 电磁式激振器

9.4.2.2 电磁式振动台

9.4.3 电液伺服振动台

9.4.4 冲击试验机

9.4.5 压电陶瓷

9.5 数据处理与分析

9.6 振动测量方法举例

9.6.1 系统固有频率的测定

9.6.2 阻尼参数的测定

9.6.3 刚度和柔度测量

第10章 机械振动信号处理与故障诊断

10.1 概述

10.1.1 机械故障诊断概述

10.1.2 机械故障

10.1.3 基本维护策略

10.1.4 故障特征参量

10.1.5 机械振动信号的分类

10.2 振动信号处理基础

10.2.1 频谱

10.2.2 模数(A/D)转换

10.2.3 模拟信号采样

10.2.4 量化误差

10.2.5 混叠与采样定理

10.2.6 滤波器

10.2.7 振动传感器的选择

10.2.8 测试位置的选择

10.3 机械振动信号时域分析与故障诊断

10.3.1 时域特征与故障检测

10.3.2 相关分析

10.4 机械振动信号频域分析与故障诊断

10.4.1 傅里叶变换基础

10.4.2 利用频谱分析进行故障诊断

10.4.3 倒谱(cepstrum)分析基础

10.4.4 利用倒谱分析进行故障诊断

10.5 旋转机械振动与故障诊断

10.5.1 旋转机械振动的基本特征

10.5.1.1 强迫振动

10.5.1.2 自激振动

10.5.2 旋转机械常见故障机理与诊断

10.5.2.1 振动测量与技术

10.5.2.2 振动标准

10.5.2.3 旋转机械振动信号特征与故障诊断

10.6 往复机械振动与故障诊断

10.6.1 往复机械振动的基本特征

10.6.2 往复机械故障诊断

10.7 滚动轴承和齿轮故障诊断

10.7.1 滚动轴承故障诊断

10.7.1.1 滚动轴承故障诊断方法及应用

10.7.1.2 锥形滚子轴承故障诊断示例

10.7.2 齿轮故障诊断

10.8 机械故障诊断中的现代信号处理方法

10.8.1 小波变换及其机械故障诊断应用

10.8.2 EMD及其机械故障诊断应用

第11章 机械噪声基础

11.1 声学基本知识

11.1.1 声波的特性

11.1.2 描述声场与声源的物理量

11.1.3 声学物理量的关系及波动方程

11.1.4 平面、球面和柱面声波

11.1.5 声波的传播

11.1.5.1 反射、折射和透射

11.1.5.2 声波的干涉

11.1.5.3 散射、绕射和衍射

11.1.5.4 声波导

11.1.6 自由声场和混响声场

11.1.7 声源模型介绍

11.1.7.1 简单声源模型

11.1.7.2 组合声源

11.1.7.3 平面声源

11.1.7.4 声模态与声辐射模态

11.1.8 声辐射

11.2 噪声的评价

11.2.1 声压级、声强级和声功率级

11.2.2 声级的综合

11.2.3 等效声级

11.2.4 人耳的听觉特性

11.2.5 噪声的频谱分析

11.2.6 计权声级

11.2.7 噪声评价数NR

11.3 噪声标准与规范

11.3.1 噪声的危害

11.3.2 噪声标准目录

11.3.3 机械设备噪声限值

11.3.4 工作场所噪声暴露限值

11.4 机械工程中的噪声源

11.4.1 机械噪声

11.4.2 齿轮噪声

11.4.3 滚动轴承噪声

11.4.4 液压系统噪声

11.4.4.1 液压泵噪声

11.4.4.2 液压阀噪声

11.4.4.3 机械噪声

11.4.5 电磁噪声

11.4.6 空气动力噪声

第12章 机械噪声测量

12.1 噪声测量概述

12.1.1 测量目的

12.1.2 测量注意事项

12.1.2.1 测点的选择

12.1.2.2 背景噪声的修正

12.1.2.3 环境的影响

12.1.2.4 测量仪器的校准

12.2 噪声测量仪器

12.2.1 噪声测量基本系统

12.2.2 传声器

12.2.2.1 传声器的性能指标

12.2.2.2 传声器种类及特点

12.2.2.3 电容传声器

12.2.2.4 传声器的使用

12.2.2.5 特殊传声器

12.2.2.6 前置放大器

12.2.3 声级计

12.2.3.1 声级计的原理及分类

12.2.3.2 声级计的主要性能

12.2.3.3 积分声级计

12.2.3.4 噪声暴露计

12.2.3.5 统计声级计

12.2.3.6 频谱声级计

12.2.4 附件的使用

12.2.5 记录及分析仪

12.2.5.1 数据记录与采集

12.2.5.2 数字式分析仪

12.2.6 声校准器

12.3 噪声测量方法

12.3.1 声级测量

12.3.1.1 试验目的

12.3.1.2 试验原理

12.3.1.3 测点选择

12.3.1.4 测试内容

12.3.2 声功率测量

12.3.2.1 试验目的

12.3.2.2 试验原理

12.3.2.3 测点布置

12.3.3 声强测量

12.3.3.1 试验目的

12.3.3.2 试验原理

12.3.3.3 双传声器探头

12.3.3.4 声强信号处理方法

12.3.4 声品质评价

12.3.4.1 评价目的

12.3.4.2 客观评价

12.3.4.3 主观评价

12.3.5 声成像测试

12.3.5.1 波束成型阵列测试技术

12.3.5.2 近场声全息测试技术

第13章 机械噪声控制

13.1 噪声源控制

13.1.1 噪声控制原则与方法

13.1.1.1 噪声源的控制

13.1.1.2 传播途径的控制

13.1.1.3 噪声接受者(点)的防护

13.1.2 机械噪声源控制

13.1.3 空气动力噪声源控制

13.2 隔声降噪

13.2.1 隔声性能的评价与测定

13.2.1.1 隔声量

13.2.1.2 计权隔声量RW

13.2.1.3 空气声隔声量的实验室测定

13.2.2 单层均质薄板的隔声性能

13.2.2.1 隔声频率特性曲线

13.2.2.2 隔声量计算

13.2.2.3 常用单层板结构隔声量

13.2.3 双层板结构的隔声性能

13.2.3.1 隔声频率特性曲线

13.2.3.2 隔声量计算的经验公式

13.2.4 轻型组合结构的隔声性能

13.2.4.1 各类轻型组合结构的隔声特性

13.2.4.2 轻型构造中的声桥和提高轻型构造隔声量的方法

13.2.5 隔声罩

13.2.5.1 隔声罩和半隔声罩的常用形式(见图27-13-6)

13.2.5.2 隔声罩隔声效果计算公式(见表27-13-7)

13.2.5.3 隔声罩设计步骤

13.2.5.4 隔声罩设计注意事项

13.2.6 隔声屏

13.2.6.1 隔声屏类型

13.2.6.2 隔声屏降噪效果

13.3 吸声降噪

13.3.1 吸声材料和吸声结构

13.3.2 吸声性能的评价与测定

13.3.2.1 吸声性能的评价

13.3.2.2 吸声系数的测量

13.3.3 多孔吸声材料

13.3.3.1 多孔吸声材料的基本类型

13.3.3.2 多孔吸声材料的吸声性能

13.3.4 共振吸声结构

13.3.4.1 穿孔板共振吸声结构

13.3.4.2 微穿孔板共振吸声结构

13.3.5 吸声降噪量计算

13.3.5.1 吸声降噪适用条件分析

13.3.5.2 单声源时的室内吸声降噪量计算

13.3.5.3 多声源时的室内吸声降噪量计算

13.3.5.4 吸声降噪设计程序

13.4 消声器

13.4.1 消声器的类型与性能评价

13.4.1.1 消声器的类型

13.4.1.2 消声器的性能评价

13.4.2 阻性消声器

13.4.2.1 常见形式

13.4.2.2 直管式消声器的消声量

13.4.2.3 其他消声器的消声量

13.4.3 抗性消声器

13.4.3.1 扩张式(膨胀式)消声器

13.4.3.2 共振式消声器

13.4.3.3 微穿孔板消声器

13.4.4 复合式消声器

13.4.5 喷注消声器

13.4.5.1 节流减压型排气消声器

13.4.5.2 小孔喷注型排气消声器

13.4.5.3 节流减压加小孔喷注复合型排气消声器

13.4.5.4 多孔材料耗散型排气消声器

13.5 有源降噪

13.5.1 有源降噪名词术语

13.5.2 自适应有源降噪应用实例

参 考 文 献

第28篇 疲劳强度设计

第1章 机械零部件疲劳强度与寿命

1.1 零部件疲劳失效与疲劳寿命

1.1.1 疲劳失效及其特点

1.1.2 机械零部件常见疲劳失效形式

1.1.3 疲劳设计准则

1.1.3.1 名义应力准则

1.1.3.2 局部应力应变准则

1.1.3.3 损伤容限设计准则

1.1.3.4 多轴疲劳准则

1.2 疲劳载荷

1.2.1 循环应力

1.2.2 循环计数法

1.2.3 载荷谱编制

1.2.3.1 累积频数曲线

1.2.3.2 载荷谱编制

1.2.3.3 应用举例

1.3 材料疲劳性能

1.4 疲劳损伤累积效应与法则

1.4.1 线性疲劳累积损伤(Miner)法则

1.4.2 相对Miner法则

1.5 平均应力修正

第2章 疲劳失效影响因素与提高疲劳强度的措施

2.1 应力集中效应

2.1.1 应力分布及材料对应力集中的敏感性

2.1.2 理论应力集中系数

2.1.3 有效应力集中系数

2.1.3.1 带台肩圆角的机械零件的有效应力集中系数

2.1.3.2 带沟槽的机械零件的有效应力集中系数

2.1.3.3 开孔的机械零件的有效应力集中系数

2.1.3.4 其他常用零件的有效应力集中系数

2.2 尺寸效应

2.3 表面状态效应

2.3.1 表面精度影响

2.3.2 表面强化效应

2.4 载荷影响

2.4.1 载荷类型影响

2.4.2 载荷频率影响

2.4.3 平均应力影响

2.5 环境因素

2.5.1 腐蚀环境

2.5.1.1 载荷频率的影响

2.5.1.2 腐蚀方式的影响

2.5.1.3 腐蚀介质的影响

2.5.1.4 结构尺寸与形状的影响

2.5.2 温度的影响

2.5.2.1 低温的影响

2.5.2.2 高温的影响

2.6 提高零件疲劳强度的方法

2.6.1 合理选材

2.6.2 材料改性

2.6.3 改进结构

2.6.4 表面强化

2.6.4.1 表面喷丸

2.6.4.2 表面辊压

2.6.4.3 内孔挤压

2.6.4.4 表面化学热处理

2.6.4.5 表面淬火

2.6.4.6 表面激光处理

第3章 高周疲劳强度设计方法

3.1 材料的常规疲劳性能数据

3.1.1 材料疲劳极限

3.1.2 材料的S-N曲线

3.1.3 疲劳安全系数

3.2 无限寿命设计

3.2.1 单向应力状态下的无限寿命设计

3.2.1.1 计算公式

3.2.1.2 设计实例

3.2.2 复杂应力状态下的无限寿命设计

3.2.3 连接件的疲劳寿命估算——应力严重系数法

3.3 有限寿命设计

3.3.1 计算公式

3.3.2 寿命估算

3.3.3 设计实例

3.4 频域疲劳寿命分析方法

3.4.1 随机过程基本理论

3.4.1.1 信号傅里叶变换

3.4.1.2 信号采样定理

3.4.1.3 平稳随机过程

3.4.1.4 平稳随机过程谱参数

3.4.2 频域疲劳寿命分析方法

3.4.2.1 窄带随机载荷疲劳寿命分析

3.4.2.2 宽带随机载荷疲劳寿命分析

3.4.3 算例

第4章 低周疲劳强度设计方法

4.1 材料低周疲劳性能

4.2 循环应力-应变曲线

4.2.1 滞回线

4.2.2 循环硬化与循环软化

4.2.3 循环应力-应变曲线

4.3 应变-寿命曲线

4.3.1 应变-寿命方程

4.3.2 四点法求应变-寿命曲线

4.3.3 通用斜率法

4.4 低周疲劳的寿命估算

4.4.1 直接法

4.4.2 裂纹形成寿命估算方法

4.4.2.1 局部应力-应变分析

4.4.2.2 裂纹形成寿命估算方法

4.4.2.3 设计实例

第5章 裂纹扩展寿命估算方法

5.1 应力强度因子与断裂韧性

5.1.1 应力强度因子

5.1.2 断裂韧度

5.2 裂纹扩展特性与裂纹扩展速率

5.2.1 裂纹扩展过程

5.2.2 裂纹扩展门槛值ΔKth

5.2.3 裂纹扩展速率da/dN

5.3 疲劳裂纹扩展寿命估算方法

5.4 算例

5.5 损伤容限设计

5.5.1 损伤容限设计概念

5.5.2 损伤容限设计的内容

5.5.2.1 确定关键件

5.5.2.2 材料选择

5.5.2.3 结构细节设计的控制

5.5.3 结构设计

5.5.4 缺陷假设

5.5.4.1 初始裂纹尺寸

5.5.4.2 连续损伤假设

5.5.4.3 剩余结构损伤

5.5.4.4 使用中检查后损伤假设

5.5.5 剩余强度

5.5.5.1 剩余强度概念

5.5.5.2 多途径传力结构剩余强度曲线

5.5.6 损伤检查

5.5.6.1 可检查度

5.5.6.2 检查能力评估方法

5.5.6.3 检查间隔

第6章 疲劳实验与数据处理

6.1 疲劳试验机

6.1.1 疲劳试验机的种类

6.1.2 疲劳试验加载方式

6.1.3 疲劳试验控制方式

6.1.4 疲劳试验数据采集

6.2 疲劳试样及其制备

6.2.1 试样

6.2.1.1 光滑试样

6.2.1.2 缺口试验

6.2.1.3 低周疲劳试样

6.2.1.4 疲劳裂纹扩展试样

6.2.2 试样制备

6.2.2.1 取样

6.2.2.2 机械加工

6.2.2.3 热处理

6.2.2.4 测量、探伤与储存

6.3 疲劳试验方法

6.3.1 S-N曲线试验

6.3.1.1 单点试验法

6.3.1.2 成组试验法

6.3.2 疲劳极限试验

6.3.3 ε-N曲线试验

6.3.4 应力-应变曲线试验

6.3.5 裂纹扩展速率(da/dN曲线)试验

6.3.6 断裂韧性试验

6.4 疲劳试验数据处理

6.4.1 可疑观测值的取舍

6.4.2 S-N曲线拟合

6.4.3 ε-N曲线拟合

6.4.4 应力-应变曲线拟合

6.4.5 da/dN曲线拟合

6.4.6 断裂韧性试验数据处理

参 考 文 献

第29篇 可靠性设计

第1章 机械失效与可靠性

1.1 机械零部件的典型失效形式

1.1.1 静载失效

1.1.2 疲劳失效

1.1.3 腐蚀失效

1.1.4 磨损失效

1.1.5 冲击失效

1.1.6 振动失效

1.2 可靠性及其指标

1.2.1 产品质量

1.2.2 产品的可靠性

1.2.3 产品可靠性与全寿命周期费用

1.2.4 寿命均值与方差

1.2.5 平均无故障工作时间

1.2.6 产品寿命分布与可靠度

1.2.7 失效率

1.2.8 可靠寿命与特征寿命

1.2.9 维修度

1.2.10 有效度

第2章 可靠性设计流程

2.1 可靠性目标及其分解

2.2 可靠性设计流程

2.3 各设计阶段的可靠性内容

2.3.1 方案设计阶段

2.3.2 系统设计阶段

2.3.3 详细设计阶段

2.3.4 设计评审阶段

第3章 可靠性数据及其统计分布

3.1 可靠性数据采集

3.1.1 可靠性设计与评估数据要求

3.1.2 可靠性数据来源及采集

3.2 可靠性数据统计的内容及方法

3.2.1 可靠性数据统计内容

3.2.2 可靠性数据统计流程

3.3 载荷分布与强度分布

3.3.1 正态分布

3.3.2 极值分布

3.3.3 次序统计量及其分布

3.4 载荷作用次数分布及故障次数分布

3.4.1 二项分布

3.4.2 泊松(Poisson)分布

3.5 寿命分布

3.5.1 指数分布

3.5.2 威布尔(Weibull)分布

3.5.3 对数正态分布

第4章 故障模式、影响及危害度分析

4.1 基本概念与方法步骤

4.1.1 基本概念

4.1.2 FMECA的层次与分析过程

4.1.3 FMECA的实施步骤

4.2 危害度分析

4.2.1 风险优先数

4.2.2 危害度矩阵图

4.2.3 综合评分法

4.3 FMECA应用示例

第5章 故障树分析

5.1 基本概念与基本符号

5.1.1 故障树基本概念

5.1.2 故障树基本符号

5.1.3 割集与路集

5.2 故障树建树与分析方法

5.2.1 建立故障树的方法与步骤

5.2.2 故障树定性分析

5.2.3 故障树定量分析

5.3 故障树分析实例

第6章 机械系统可靠性设计

6.1 系统可靠性设计内容

6.2 系统可靠性模型

6.2.1 串联系统可靠性模型

6.2.1.1 传统模型

6.2.1.2 精确模型

6.2.2 并联系统可靠性模型

6.2.2.1 传统模型

6.2.2.2 精确模型

6.2.3 串-并联系统可靠性模型

6.2.4 并-串联系统可靠性模型

6.2.5 表决系统可靠性模型

6.3 可靠性分配

6.3.1 等分配法

6.3.2 再分配法

6.3.3 比例分配法

6.3.4 综合评分分配法

6.3.5 动态规划分配法

6.3.5.1 串联系统

6.3.5.2 并联系统

6.4 可靠性预测实例

第7章 机构可靠性设计

7.1 机构可靠性模型及评价指标

7.1.1 机构可靠性建模方法

7.1.2 机构工作过程分解

7.1.3 机构功能可靠性

7.2 曲柄滑块机构运动可靠性

7.2.1 机构运动误差

7.2.2 理想状态下机构运动关系

7.2.3 机构可靠性模型

7.2.3.1 考虑尺寸误差的计算模型

7.2.3.2 考虑运动副间隙误差的计算模型

第8章 零件静强度可靠性设计

8.1 基本原理

8.1.1 安全系数与可靠性参数

8.1.2 可靠性设计计算基本原理

8.2 应力分布和强度分布影响因素

8.2.1 载荷

8.2.2 材料性能

8.2.3 制造工艺

8.2.4 几何形状及尺寸

8.3 随机变量函数均值和标准差计算方法

8.3.1 计算分布参数的矩方法

8.3.2 常用随机变量函数均值与标准差公式

8.4 零件可靠度计算的应力-强度干涉模型

8.4.1 应力-强度干涉模型

8.4.2 载荷多次作用下的可靠性模型

8.5 静强度可靠性设计

8.5.1 零件静强度可靠性设计的主要内容与步骤

8.5.2 静强度可靠性设计举例

8.6 断裂可靠性设计

8.6.1 断裂力学的基本概念

8.6.2 断裂可靠性设计

8.7 可靠性设计计算的蒙特卡罗法

8.7.1 蒙特卡罗法求解可靠度的原理

8.7.2 随机数的产生

8.7.3 随机变量抽样方法

8.7.4 应用举例——发动机轮盘可靠性仿真

8.8 典型机械零件可靠性设计举例

8.8.1 螺纹连接可靠性设计

8.8.2 过盈连接的可靠性设计

第9章 零部件疲劳及磨损可靠性设计

9.1 零部件疲劳强度可靠性设计

9.1.1 疲劳强度可靠性设计基本原理

9.1.2 平均应力效应

9.1.3 疲劳强度可靠性设计计算

9.2 疲劳强度可靠性递推算法

9.3 随机恒幅循环载荷疲劳可靠度的统计平均算法

9.4 磨损可靠性

9.4.1 磨损的基本概念

9.4.2 给定寿命下的磨损可靠度计算

9.4.3 给定磨损可靠度时的可靠寿命计算

第10章 可靠性评价

10.1 零件可靠性评价

10.1.1 复杂载荷工况可靠性评价

10.1.2 强度退化规律

10.1.3 存在强度退化时的可靠性模型

10.1.4 离散化的可靠性模型

10.2 系统可靠性评价

10.2.1 系统可靠性评价方法

10.2.2 行星齿轮系可靠度计算

第11章 可靠性试验与数据处理

11.1 可靠性试验

11.1.1 可靠性试验类型

11.1.2 可靠性试验数据类型

11.2 可靠性数据分布类型检验

11.2.1 X 2检验法

11.2.2 K-S检验法

11.2.3 回归分析检验法

11.3 参数估计

11.3.1 矩估计

11.3.2 极大似然估计

11.4 指数分布假设检验与参数估计

11.4.1 拟合性检验

11.4.2 参数估计

11.5 正态分布统计检验与参数估计

11.5.1 拟合性检验

11.5.2 正态分布参数估计

11.6 非参数估计方法

11.6.1 基于完全寿命数据的可靠性估计

11.6.2 基于截尾寿命数据的可靠性估计

附 录

附录Ⅰ 可靠性标准

Ⅰ-1 中国国家可靠性标准

Ⅰ-2 中国电子行业可靠性标准

Ⅰ-3 中国机械行业可靠性标准

附录Ⅱ 概率分布表

Ⅱ-1 标准正态分布表

Ⅱ-2 χ2分布表

Ⅱ-3 t分布表

Ⅱ-4 F分布表

Ⅱ-5 Γ函数表

参 考 文 献

第30篇 优化设计

第1章 概 述

1.1 优化设计的基本概念

1.2 优化设计的分类

1.3 优化设计一般过程

1.4 优化设计的数学模型

1.5 优化设计的三要素

1.6 优化问题的几何解释

1.6.1 优化问题的设计可行域

1.6.2 不同优化问题的几何解释

1.7 优化问题的求解

1.8 最优解的判别及约束优化问题的最优解条件

1.8.1 优化问题的最优解

1.8.2 约束优化问题的最优解

1.8.3 约束优化设计问题的最优解存在条件

1.9 优化设计的迭代算法及终止准则

1.9.1 优化设计中的迭代算法

1.9.2 迭代算法的终止准则

第2章 一维优化搜索方法

2.1 外推法

2.1.1 基本方法

2.1.2 搜索过程

2.1.3 程序框图

2.2 黄金分割法(0.618法)

2.2.1 基本方法

2.2.2 黄金分割法进行一维搜索的一般过程

2.2.3 黄金分割法特点

2.2.4 程序框图

2.3 切线法(牛顿法)

2.3.1 基本方法

2.3.2 切线法找极小值的一般过程

2.3.3 切线法特点

2.3.4 切线法程序框图

2.4 二次插值法

2.4.1 基本方法

2.4.2 二次插值法的迭代过程

2.4.3 二次插值法特点

2.4.4 二次插值法程序框图

第3章 无约束优化算法

3.1 梯度法(最速下降法)

3.1.1 基本方法

3.1.2 梯度法的迭代公式

3.1.3 梯度法的迭代步骤

3.1.4 梯度法的特点

3.1.5 梯度法程序框图

3.2 共轭梯度法

3.2.1 基本方法

3.2.2 共轭梯度法迭代公式

3.2.3 共轭梯度法的计算步骤

3.2.4 共轭梯度法特点

3.2.5 共轭梯度法程序框图

3.3 牛顿型方法

3.3.1 牛顿法

3.3.2 阻尼牛顿法

3.3.3 阻尼牛顿法程序框图

3.4 变尺度法

3.4.1 基本方法

3.4.2 变尺度法的迭代格式

3.4.3 变尺度法的迭代过程

3.4.4 变尺度法的特点

3.4.5 变尺度法程序框图

3.5 坐标轮换法

3.5.1 基本方法

3.5.2 迭代公式

3.5.3 坐标轮换法的迭代过程

3.5.4 坐标轮换法特点

3.5.5 坐标轮换法程序框图

3.6 鲍威尔法

3.6.1 基本方法

3.6.2 鲍威尔法的迭代过程

3.6.3 鲍威尔法特点

3.6.4 鲍威尔法程序框图

3.7 单形替换法

3.7.1 基本方法

3.7.2 单形替换法的主要计算步骤

3.7.3 单形替换法特点

3.7.4 单形替换法程序框图

3.8 无约束优化算法的选用

第4章 有约束优化算法

4.1 随机方向法

4.1.1 基本方法

4.1.2 随机方向法的特点

4.1.3 随机方向法的计算步骤

4.1.4 随机方向法程序框图

4.2 复合形法

4.2.1 基本方法

4.2.2 基本复合形法(只含反射)的计算步骤

4.2.3 基本复合形法的程序框图

4.3 可行方向法

4.3.1 基本方法

4.3.2 可行方向法的搜索策略

4.3.3 产生可行方向的条件

4.3.3.1 可行条件

4.3.3.2 下降条件

4.3.3.3 可行方向

4.3.4 可行方向的产生方法

4.3.4.1 优选方向法

4.3.4.2 梯度投影法

4.3.5 迭代步长的确定

4.3.6 可行方向法计算步骤

4.3.7 可行方向法程序框图

4.4 惩罚函数法

4.4.1 基本方法

4.4.2 惩罚函数的表达式

4.4.3 惩罚函数法的分类与比较

4.4.4 惩罚函数法的特点

4.4.5 惩罚函数法的算法步骤(适用于内点法、混合法)

4.5 增广拉格朗日乘子法

4.5.1 基本方法

4.5.2 主要算法步骤

4.5.3 算法特点

4.6 序列线性规划法

4.6.1 基本方法

4.6.2 算法步骤

4.6.3 计算举例

4.7 序列二次规划法

4.7.1 基本方法

4.7.2 算法举例

4.8 简约梯度法及广义简约梯度法

4.8.1 简约梯度法

4.8.1.1 基本方法

4.8.1.2 算法步骤

4.8.1.3 计算举例

4.8.2 广义简约梯度法

4.8.2.1 基本方法

4.8.2.2 算法步骤

4.8.2.3 计算举例

第5章 多目标优化设计方法

5.1 多目标优化设计的数学模型与有效解

5.1.1 多目标优化设计的数学模型

5.1.2 多目标优化的有效解

5.2 主要目标法

5.3 统一目标法

5.3.1 评价函数法

5.3.2 分目标乘除法

5.4 分层序列法及宽容分层序列法

5.5 协调曲线法

5.6 多目标优化主要方法对比

第6章 离散问题优化设计方法

6.1 基本概念

6.1.1 离散优化问题数学模型的一般形式

6.1.2 离散变量的概念和表达

6.1.3 连续变量的离散化

6.1.4 离散变量设计问题的可行域

6.1.5 离散变量问题的最优解

6.1.6 离散优化方法的收敛准则

6.1.7 离散优化方法概述

6.2 离散变量自适应随机搜索法

6.2.1 基本方法

6.2.2 基本步骤

6.2.3 程序框图(图30-6-3)

6.3 离散变量的组合形法

6.3.1 基本方法

6.3.2 基本步骤

6.3.3 程序框图

6.4 离散性惩罚函数法

6.4.1 基本方法

6.4.2 基本步骤

6.4.3 程序框图

第7章 随机问题优化设计方法

7.1 基本概念和定义

7.1.1 随机参数

7.1.2 随机设计变量

7.1.3 随机设计特性

7.1.4 概率约束可行域

7.2 随机优化设计数学模型的一般形式

7.3 随机问题最优解的最优性条件

7.4 一次二阶矩法

7.4.1 基本思想

7.4.2 基本算法

7.4.3 一次二阶矩法的特点

7.5 随机模拟搜索法

7.5.1 基本思想

7.5.2 基本方法

7.5.3 基本步骤

7.6 随机拟次梯度法

7.6.1 基本思想

7.6.2 基本方法

7.6.3 随机步长因子的确定

7.6.4 迭代终止准则

7.6.5 基本步骤

7.6.6 程序框图

第8章 机械模糊优化设计方法

8.1 含模糊因素的优化设计模型

8.1.1 模糊数学的若干基本概念和定义

8.1.2 设计变量

8.1.3 目标函数

8.1.4 约束条件

8.1.5 数学模型

8.2 模糊优化设计的确定型解法

8.2.1 清晰目标函数在模糊约束时的求解方法

8.2.2 模糊目标和模糊约束时的求解方法

8.3 模糊优化设计问题的模糊模拟搜索解法

8.3.1 清晰等价解法

8.3.2 模糊模拟方法

第9章 机械优化设计应用实例

9.1 机构优化设计

9.2 机械零件优化设计

9.2.1 弹簧优化设计

9.2.2 机床主轴结构优化设计

9.3 机械系统优化设计

参 考 文 献

第31篇 逆向设计

第1章 概 述

第2章 逆向工程数字化数据测量设备

2.1 逆向工程测量方法

2.1.1 接触式测量

2.1.2 非接触式测量

2.2 坐标测量机原理、结构与特点

2.2.1 坐标测量机原理

2.2.2 直角坐标测量机结构形式与特点

2.2.3 便携式关节臂坐标测量机结构形式与特点

2.3 坐标测量机主要生产商及部分产品

2.4 典型光学测量设备

第3章 逆向设计中的数据预处理

3.1 测头半径补偿

3.1.1 拟合补偿法

3.1.1.1 B样条曲面补偿法

3.1.1.2 Kriging补偿法(参数曲面法)

3.1.2 直接计算法

3.1.3 三角网格法

3.1.4 半球测量法

3.2 数据的剔除

3.3 数据的平滑

3.3.1 数据平滑处理方法

3.3.2 数据平滑滤波方法

3.4 数据的拼合

3.4.1 数据拼合问题

3.4.2 基于三基准点对齐的数据拼合

3.4.3 多视数据统一

3.4.4 数据拼合的误差分析

3.5 数据的修补

3.6 数据的精简

3.7 数据的分割

3.7.1 点云数据分割方法

3.7.2 散乱数据的自动分割

第4章 三维模型重构技术

4.1 曲线拟合造型

4.1.1 参数曲线的插值与拟合

4.1.1.1 参数多项式

4.1.1.2 数据点参数化

4.1.1.3 多项式插值曲线

4.1.1.4 最小二乘拟合

4.1.2 B样条曲线插值与拟合

4.1.2.1 B样条曲线插值

4.1.2.2 B样条曲线拟合

4.2 曲面拟合造型

4.2.1 有序点的B样条曲面插值

4.2.1.1 曲面插值的一般过程

4.2.1.2 双三次B样条插值曲面的反算

4.2.2 B样条曲面拟合

4.2.2.1 最小二乘曲面拟合

4.2.2.2 在规定精度内的曲面拟合

4.2.3 任意测量点的B样条曲面拟合

4.2.3.1 B样条曲线、曲面及最小二乘拟合定义

4.2.3.2 基本曲面参数化

4.3 曲线的光顺

4.3.1 能量光顺方法

4.3.1.1 能量法构造过程

4.3.1.2 迭代停止准则及方法

4.3.2 参数样条选点光顺

4.3.3 NURBS曲线选点光顺

4.3.3.1 曲线选点修改基本原理与光顺性准则

4.3.3.2 节点删除方法与光顺中的误差控制

4.3.3.3 曲线选点迭代光顺算法

4.4 曲面的光顺

4.4.1 网格法光顺

4.4.2 能量法光顺

4.5 曲线曲面编辑与曲面片重建方法

4.5.1 曲线的编辑

4.5.2 曲面的编辑

4.5.3 基于曲线的曲面片重建

4.6 模型重建质量与评价

4.6.1 工程曲面的分类

4.6.2 模型重建误差分析

4.6.3 曲线曲面的连续性与光顺性

4.6.3.1 曲线曲面的连续性

4.6.3.2 曲线曲面的光顺性

4.6.4 模型精度分析与评价

4.6.4.1 基于曲率的方法

4.6.4.2 基于光照模型的方法

4.6.4.3 任意点到曲面的距离

第5章 常用逆向工程设计软件

5.1 逆向工程设计软件简介

5.2 Geomagic Wrap软件

5.2.1 软件介绍

5.2.2 工作流程

5.2.3 基本功能

5.2.4 主要数据处理模块

5.2.5 主要特点

5.3 Geomagic Design X软件

5.3.1 软件介绍

5.3.2 工作流程

5.3.3 基本功能

5.3.4 主要数据处理模块

5.3.5 主要特点

5.4 Geomagic Control X软件

5.4.1 软件介绍

5.4.2 工作流程

5.4.3 基本功能

5.4.4 主要数据处理模块

5.4.5 主要特点

5.5 UG/Imageware软件

5.5.1 软件介绍

5.5.2 工作流程

5.5.3 基本功能

5.5.4 主要数据处理模块

5.5.5 主要特点

5.6 Creo软件的逆向设计模块

5.6.1 软件介绍

5.6.2 扫描工具

5.6.3 小平面特征

5.6.4 重新造型

5.7 CATIA软件的逆向设计模块

5.7.1 软件介绍

5.7.2 工作流程

5.7.3 基本功能

5.7.4 主要数据处理模块

5.7.5 主要特点

第6章 逆向设计实例

6.1 基于 Geomagic Wrap 的螺旋结构逆向设计

6.1.1 产品分析

6.1.2 点云的处理

6.1.3 多边形的处理

6.1.4 形状阶段处理

6.1.5 逆向结果的分析

6.2 基于Geomagic Design X 的发动机叶轮模型逆向设计

6.2.1 叶轮模型领域划分与对齐摆正

6.2.2 叶轮基体的逆向设计

6.2.3 大小叶片的逆向设计

6.2.4 叶片阵列及叶轮缝合

6.3 基于Geomagic Control X 的机车转向架构架焊接变形检测

6.3.1 点云预处理

6.3.2 点云与设计模型坐标系配准

6.3.3 检测结果分析

6.4 基于 UG/Imageware 的发动机气道逆向设计

6.4.1 输入和处理点云数据

6.4.2 模型重建

6.5 基于Creo的铸造件逆向设计

6.5.1 独立几何模块

6.5.2 扫描曲线的创建和修改

6.5.3 型曲线的创建和修改

6.5.4 型曲面的创建和修改

6.5.5 小平面特征

6.5.6 重新造型

6.6 基于CATIA的钣金件逆向设计

6.6.1 点云处理

6.6.2 创建空间曲线曲面

6.6.3 钣金件逆向品质分析

参 考 文 献

第32篇 数字化设计

第1章 数字化设计技术概论

1.1 数字化设计技术内涵

1.1.1 数字化设计技术的概念

1.1.2 数字化设计的主要内容

1.1.3 数字化设计的特点

1.2 数字化设计技术的相关技术

1.2.1 “工业4.0”与“中国制造2025”

1.2.1.1 “工业4.0”

1.2.1.2 “中国制造2025”

1.2.2 大数据、云计算和物联网技术

1.2.2.1 大数据

1.2.2.2 云计算

1.2.2.3 物联网技术

1.2.3 互联网+

1.2.4 虚拟现实技术

1.2.5 3D打印技术

1.3 数字化设计技术的发展趋势

第2章 数字化设计系统的组成

2.1 数字化设计系统的组成

2.2 数字化设计系统的硬件系统

2.2.1 主机

2.2.2 内存储器

2.2.3 外存储器

2.2.4 输入输出装置

2.2.4.1 输入设备

2.2.4.2 输出设备

2.2.5 网络互联设备

2.2.6 硬件系统配置

2.3 数字化设计系统的软件系统

2.3.1 常用操作系统

2.3.2 数据库

2.3.3 支撑软件

2.3.4 程序设计语言

2.3.5 数字化设计典型软件

2.4 数字化设计系统的建立

2.4.1 数字化设计软件系统的开发流程

2.4.2 数字化设计系统软硬件的选型

第3章 计算机图形学基础

3.1 概述

3.1.1 计算机图形学的研究内容

3.1.2 计算机图形学的应用领域

3.1.3 计算机图形系统的硬件设备

3.2 图形变换

3.2.1 二维图形的基本几何变换

3.2.1.1 恒等变换

3.2.1.2 比例变换

3.2.1.3 反射变换

3.2.1.4 错切变换

3.2.1.5 旋转变换

3.2.1.6 平移变换及齐次坐标

3.2.2 二维图形的组合变换

3.2.2.1 平面图形绕任意点旋转的变换

3.2.2.2 平面图形以任意点为中心的比例变换

3.2.3 三维图形的几何变换

3.2.3.1 平移变换

3.2.3.2 比例变换

3.2.3.3 旋转变换

3.2.4 正投影变换

3.2.5 复合变换

3.2.5.1 主视图变换矩阵

3.2.5.2 俯视图变换矩阵

3.2.5.3 左视图变换矩阵

3.2.5.4 三视图变换矩阵应注意的问题

3.2.6 复合变换轴测图投影变换

3.3 三维物体的表示

3.3.1 曲线

3.3.1.1 参数曲线

3.3.1.2 Hermite曲线

3.3.1.3 Bezier曲线

3.3.1.4 B样条曲线

3.3.1.5 非均匀有理B样条曲线(NURBS)

3.3.2 曲面

3.3.2.1 Coons曲面

3.3.2.2 Bezier曲面

3.3.2.3 B样条曲面

第4章 产品的数字化造型

4.1 概述

4.2 形体在计算机内部的表示

4.2.1 几何信息和拓扑信息

4.2.2 形体的定义及表示形式

4.3 线框造型系统

4.4 曲面造型系统

4.5 实体造型系统

4.5.1 实体造型的定义

4.5.2 构建实体几何模型(CSG)

4.5.3 边界表示几何模型(B-Rep)

4.5.4 空间位置枚举法(spatial oeeupaney enumeration)

4.5.5 实体空间分解枚举(八叉树)表示法(spatial partitioning representations)

4.5.6 扫描表示法(sweep representations)

4.6 基于特征的实体造型

4.6.1 特征造型的定义

4.6.2 特征的分类

4.6.3 特征造型技术的实施

4.6.4 特征造型的优点

4.6.5 参数化造型

4.6.6 参数化特征造型系统

4.7 装配造型

4.7.1 装配造型的功能

4.7.2 装配浏览

4.7.3 装配模型的使用

第5章 计算机辅助设计技术

5.1 概述

5.1.1 CAD技术的内涵

5.1.2 CAD技术的特点与应用

5.1.2.1 CAD技术的特点

5.1.2.2 CAD技术的应用

5.2 CAD图形标准

5.2.1 计算机图形接口和图形元文件

5.2.1.1 计算机图形接口(CGI)

5.2.1.2 计算机图形元文件(CGM)

5.2.2 计算机图形软件标准

5.2.2.1 GKS标准(GKS和GKS-3D)

5.2.2.2 PHIGS标准(程序员层次交互图形系统)

5.2.2.3 OpenGL标准(开放图形库)

5.2.3 产品数据交换标准

5.2.3.1 DXF(图形交换文件)

5.2.3.2 IGES(初始图形交换规范)

5.2.3.3 STEP(产品模型数据交换标准)

5.3 工程数据的计算机处理

5.3.1 数表的程序化

5.3.1.1 数表的存储

5.3.1.2 一元数表的查取方法

5.3.1.3 二元数表的查取方法

5.3.1.4 数表的公式化

5.3.2 线图的程序化

5.3.3 建立数据文件

5.3.4 数表的数据库管理

5.3.4.1 数据库系统简介

5.3.4.2 数据库管理系统在CAD中的应用

5.3.5 工程数据库

5.3.5.1 工程数据库的概念

5.3.5.2 工程数据库的特点

5.4 CAD软件工程技术

5.4.1 软件工程的基本概念

5.4.2 CAD应用软件开发

5.4.3 软件开发流程

5.4.4 CAD软件的文档编制规范

5.4.4.1 可行性研究报告

5.4.4.2 项目开发计划

5.4.4.3 软件需求说明书

5.4.4.4 数据要求说明书

5.4.4.5 概要设计说明书

5.4.4.6 详细设计说明书

5.4.4.7 测试计划

5.4.4.8 测试分析报告

5.4.4.9 项目开发总结报告

第6章 有限元分析技术

6.1 弹性力学基础

6.1.1 弹性力学的主要物理量

6.1.2 弹性力学的基本方程

6.1.3 弹性力学问题的主要解法

6.2 有限元法基础

6.2.1 有限元法的基本思想

6.2.2 有限元法的基本步骤

6.2.3 常用单元的位移模式

6.2.4 非节点载荷的移置

6.2.5 有限元分析应注意的问题

6.2.6 有限元法的应用

6.3 各类问题的有限元法

6.3.1 平面问题的有限元法

6.3.2 轴对称问题的有限元法

6.3.3 杆件系统的有限元法

6.3.4 空间问题的有限元法

6.3.5 等参数单元

6.3.6 板壳问题的有限元法

6.3.6.1 平板弯曲问题的有限元法

6.3.6.2 壳体弯曲问题

6.3.7 稳态热传导问题的有限元法

6.3.8 动力学问题的有限元法

6.3.8.1 质量矩阵与阻尼矩阵

6.3.8.2 直接积分法

6.3.8.3 振型叠加法

6.3.8.4 大型特征值问题的解法

6.3.8.5 缩减系统自由度的方法

6.3.9 材料非线性问题的有限元法

6.3.9.1 材料非线性本构关系

6.3.9.2 弹塑性增量分析有限元格式

6.3.9.3 非线性方程组的解法

6.3.10 几何非线性问题的有限元法

6.3.10.1 大变形情况下的应变和应力

6.3.10.2 几何非线性问题的表达格式

6.3.10.3 大变形条件下的本构关系

6.3.10.4 几何非线性问题的求解方法

6.4 有限元分析算例

6.4.1 结构线性静力分析算例

6.4.1.1 平面问题的有限元分析

6.4.1.2 桁架和梁的有限元分析

6.4.1.3 多体装配有限元分析

6.4.1.4 静力学分析综合应用实例—矿井提升机主轴装置静力学分析

6.4.1.5 静力学分析综合应用实例—材料非线性有限元分析

6.4.2 结构线性动力学分析算例

6.4.2.1 模态分析

6.4.2.2 瞬态分析

6.4.2.3 热分析

6.4.2.4 流体动力学分析

6.4.3 结构疲劳分析算例

6.4.4 结构优化设计算例

6.4.4.1 优化设计

6.4.4.2 拓扑优化

6.4.5 耦合场分析算例

6.4.6 电磁分析算例

6.4.7 注塑分析算例(Moldflow)

6.4.7.1 问题描述

6.4.7.2 分析过程

6.4.7.3 设定分析参数

6.4.7.4 后处理

6.4.7.5 工艺优化

第7章 并行工程技术

7.1 并行工程的内涵

7.1.1 并行工程的产生背景

7.1.2 并行工程的概念

7.1.3 并行工程的主要特点

7.2 并行工程的实质及其过程

7.3 并行工程原理

7.4 并行工程的体系结构

7.5 并行工程关键技术及关键要素

7.5.1 并行工程的关键技术

7.5.2 并行工程的关键要素

7.6 并行工程的并行化途径

7.7 并行工程研究热点

7.8 并行工程的发展趋势

7.9 并行工程应用案例

7.9.1 波音777并行设计工程实例

7.9.2 并行工程在重庆航天新世纪卫星应用技术有限责任公司中的应用

第8章 虚拟样机技术

8.1 虚拟样机及虚拟样机技术内涵

8.1.1 虚拟样机

8.1.2 虚拟样机技术

8.1.3 虚拟样机技术实现方法

8.2 虚拟样机技术体系

8.2.1 虚拟样机系统的体系结构

8.2.2 虚拟样机技术建立的基础

8.2.3 系统总体技术

8.2.4 建模技术

8.2.4.1 虚拟样机建模的特点

8.2.4.2 虚拟样机建模技术的核心

8.2.4.3 虚拟样机建模的实现方法

8.2.4.4 虚拟样机建模技术应用实例

8.2.5 虚拟样机协同仿真技术

8.2.5.1 虚拟样机协同仿真技术的实现

8.2.5.2 协同仿真实例

8.2.6 虚拟样机数据管理技术

8.2.7 其他相关技术

8.2.8 虚拟样机结构分析实例

8.3 虚拟样机技术的工业应用

8.3.1 虚拟样机技术在产品全生命周期中的应用

8.3.1.1 需求分析及概念设计阶段

8.3.1.2 初步设计阶段

8.3.1.3 详细设计阶段

8.3.1.4 测试评估阶段

8.3.1.5 生产制造及使用维护阶段

8.3.2 虚拟样机技术的工业应用实例

8.3.2.1 德国宝马汽车公司(BMW)

8.3.2.2 德国大众汽车公司(Volkswagen)

8.3.2.3 EDO Marine and Aircraft Systems公司(EDO)

参 考 文 献

第33篇 人机工程与产品造型设计

第1章 概 述

1.1 人机工程学的概念

1.2 人机工程学的研究内容与方法

1.2.1 人机工程学研究的内容

1.2.2 人机工程学研究的方法

1.3 产品设计中的人机关系

1.3.1 人机系统的概念

1.3.2 人机系统的分类

1.3.3 人机的特性

1.3.4 人机关系

1.3.5 人机关系设计的基本原则

1.4 产品造型设计的概述

1.4.1 产品造型设计概念

1.4.2 造型设计的基本要素

1.4.3 产品造型设计的基本要求和设计原则

1.5 人机工程学与产品造型设计

第2章 人 机 工 程

2.1 人体测量

2.1.1 人体测量基本术语

2.1.1.1 基本姿势

2.1.1.2 测量基准面和基准轴

2.1.1.3 测量方向

2.1.1.4 被测者的衣着和支承面

2.1.2 人体尺寸测量分类

2.1.3 人体测量基础项目

2.1.4 常用的人体测量数据

2.1.4.1 人体尺寸百分位数

2.1.4.2 人体主要尺寸

2.1.4.3 立姿人体尺寸

2.1.4.4 坐姿人体尺寸

2.1.4.5 人体水平尺寸

2.1.4.6 人体头部尺寸

2.1.4.7 人体手部尺寸

2.1.4.8 人体足部尺寸

2.1.4.9 中国六个区域的身高、胸围、体重的均值及标准差

2.1.5 人体测量数据的应用

2.1.5.1 人体主要尺寸测量数据的应用原则

2.1.5.2 人体尺寸测量数据的修正

2.1.5.3 人体尺寸测量数据在产品尺寸设计中的应用

2.1.5.4 人体身高尺寸在设计中的应用

2.1.6 人体主要参数的计算

2.1.6.1 我国成年人人体尺寸的比例关系

2.1.6.2 人体体积V和表面积B与体重W(kg)的关系

2.1.6.3 人体生物力学参数的计算

2.1.7 人体模板设计

2.1.7.1 相关术语

2.1.7.2 身高尺寸分级

2.1.7.3 模板设计尺寸

2.1.7.4 人体模板关节角度的调节范围

2.1.7.5 模板的使用要求

2.2 作业空间

2.2.1 与作业空间有关的中国成年人基本静态姿势人体尺寸

2.2.1.1 相关术语

2.2.1.2 与作业空间有关的立姿人体尺寸

2.2.1.3 与作业空间有关的坐姿人体尺寸

2.2.1.4 与作业空间有关的跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸

2.2.1.5 跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸的推算公式

2.2.2 作业空间设计

2.2.2.1 相关术语

2.2.2.2 成人肢体正常活动范围和舒适姿势的调节范围

2.2.2.3 人体在立、坐、跪、卧姿势下手臂自由活动空间

2.2.2.4 人体其他姿态最小占用空间

2.2.2.5 水平面作业范围

2.2.2.6 坐姿作业的垂直面作业范围

2.2.2.7 立姿作业的垂直面作业范围

2.2.2.8 容膝空间设计

2.2.2.9 立姿作业活动余隙设计

2.2.2.10 立姿作业垂直方向布局设计

2.2.2.11 坐姿作业脚作业空间设计

2.2.2.12 立姿作业脚作业空间设计

2.2.2.13 人体受限作业空间的最小空间尺寸

2.2.2.14 手臂作业出入口的最小尺寸

2.2.2.15 单手作业出入口(伸入至腕关节)的最小尺寸

2.2.2.16 手指作业出入口(伸入至第一指关节)的最小尺寸

2.2.2.17 人身空间

2.2.2.18 作业姿势的选定

2.2.3 工作岗位设计

2.2.3.1 相关术语

2.2.3.2 与作业无关的工作岗位尺寸

2.2.3.3 与作业有关的工作岗位高度尺寸

2.2.3.4 大腿空间高度和小腿空间高度的最小限值

2.2.3.5 与作业有关的工作岗位其他尺寸设计

2.2.3.6 坐立姿交替工作岗位尺寸设计举例

2.2.4 工作座椅设计

2.2.4.1 工作座椅相关术语

2.2.4.2 工作座椅主要参数

2.3 显示器与控制器设计

2.3.1 作业空间的视觉设计

2.3.1.1 相关术语

2.3.1.2 各种视线的特征及应用

2.3.1.3 直接视野范围

2.3.1.4 自然视线状态下的眼动视野

2.3.1.5 观察视野

2.3.1.6 色觉视野

2.3.1.7 视觉作业类型与视区划分

2.3.1.8 视觉信号的布置

2.3.1.9 视距

2.3.2 信息显示装置

2.3.2.1 信息显示装置的分类

2.3.2.2 信息显示装置的要求

2.3.3 视觉显示装置

2.3.3.1 度盘显示器

2.3.3.2 计数器的设计要求

2.3.3.3 灯光显示器

2.3.3.4 荧光屏显示器(CRT)

2.3.3.5 文字符号设计

2.3.4 听觉显示器设计

2.3.4.1 音响及报警装置的设计

2.3.4.2 言语显示装置的设计

2.4 操纵器设计

2.4.1 操纵器的类型及适用范围

2.4.1.1 操纵器的类型

2.4.1.2 常用操纵器的适用性

2.4.1.3 各类操纵器的特性

2.4.2 人体的施力

2.4.2.1 人体主要部位的肌肉力量

2.4.2.2 坐姿手臂操纵力

2.4.2.3 立姿手臂操纵力

2.4.2.4 坐姿的脚蹬力

2.4.3 操纵器的设计

2.4.3.1 操纵器的尺寸要求

2.4.3.2 操纵器的配置要求

2.4.3.3 操纵器的作用力要求

2.4.3.4 操纵器的编码方式

2.5 作业环境

2.5.1 照明环境

2.5.1.1 基本术语

2.5.1.2 作业面临近周围照度

2.5.1.3 维护系数

2.5.1.4 直接型灯具的遮光角

2.5.1.5 室内照明光源色表

2.5.1.6 工作房间表面反射比

2.5.1.7 工业建筑一般照明标准值

2.5.1.8 工业建筑照明功率密度值

2.5.2 噪声环境

2.5.2.1 相关术语

2.5.2.2 工作场所噪声职业接触限值

2.5.2.3 工作地点噪声声级的卫生限值

2.5.2.4 非噪声工作地点噪声声级的卫生限值

2.5.2.5 工作地点脉冲噪声声级的卫生限值

2.5.2.6 各类声环境功能区使用的环境噪声等效声级限值

2.5.2.7 结构传播固定设备室内噪声排放限值

2.5.2.8 以噪声污染为主的工业企业卫生防护距离

2.5.3 振动环境

2.5.3.1 相关术语

2.5.3.2 工作场所手传振动职业接触限值

2.5.3.3 局部振动强度卫生限值

2.5.3.4 全身振动强度卫生限值

2.5.3.5 辅助用室垂直或水平振动强度卫生限值

2.5.3.6 人体各部位共振的大致频率

2.5.4 热环境

2.5.4.1 相关术语

2.5.4.2 高温作业分级

2.5.4.3 高温作业允许持续接触热时间限值

2.5.4.4 夏季工作地点温度

2.5.4.5 冬季工作地点的采暖温度

2.5.4.6 设置系统式局部送风时,工作地点的温度和平均风速

2.5.5 空气环境

2.5.5.1 相关术语

2.5.5.2 环境空气功能区质量要求

2.5.5.3 工作场所空气中化学物质容许浓度

2.5.5.4 工作场所中粉尘容许浓度

2.5.5.5 工作场所空气中生物因素容许浓度

2.5.5.6 化学物质与粉尘的超限倍数

2.5.6 电磁环境

2.5.6.1 相关术语

2.5.6.2 工作场所超高频辐射职业接触限值

2.5.6.3 8h工作场所高频电磁场与工频电场职业接触限值

2.5.6.4 8h眼直视激光束的职业接触限值

2.5.6.5 8h激光照射皮肤的职业接触限值

2.5.6.6 工作场所微波辐射职业接触限值

2.5.6.7 8h工作场所紫外辐射职业接触限值

2.6 工作研究

2.6.1 工作研究方法

2.6.1.1 动作经济原则

2.6.1.2 5W1H 提问技术

2.6.1.3 ECRS 四大原则

2.6.2 方法研究

2.6.2.1 程序分析

2.6.2.2 作业分析

2.6.2.3 动作分析

2.6.3 作业测定

2.6.3.1 作业测定的主要方法

2.6.3.2 工作阶次

2.6.3.3 操作水平与评比值

2.6.3.4 以正常时间的百分比表示的疲劳宽放率

2.6.3.5 操作宽放时间修正值

2.6.3.6 方法时间衡量

2.6.3.7 模特排时法

2.7 安全与防护

2.7.1 安全标志

2.7.1.1 安全标志类型

2.7.1.2 禁止标志

2.7.1.3 警告标志

2.7.1.4 指令标志

2.7.1.5 提示标志

2.7.2 安全色

2.7.2.1 相关术语

2.7.2.2 安全色与对比色的搭配

2.7.2.3 颜色表征

2.7.2.4 安全色的色度范围

2.7.2.5 满足精确颜色要求的安全色色度范围

2.7.2.6 磷光材料的对比色和亮度因数

2.7.2.7 含有逆反射材料的最小逆反射系数

2.7.2.8 透照材料的亮度对比度

2.7.3 防止触及危险区的距离与防挤压间距

2.7.3.1 上肢弧形触及安全距离

2.7.3.2 上肢通过规则开口触及的安全距离

2.7.3.3 附加防护结构的安全距离

2.7.3.4 上伸触及安全距离

2.7.3.5 上肢越过防护结构触及的安全距离

2.7.3.6 下肢通过规则形状开口触及的安全距离

2.7.3.7 避免人体各部位挤压的最小间距

2.7.3.8 防护结构高度与限制下肢进入的距离

第3章 产品造型设计

3.1 产品造型的形式法则

3.1.1 比例与尺度

3.1.1.1 定义

3.1.1.2 造型设计中常用的比例

3.1.1.3 特征矩形的构成与分割方法

3.1.1.4 比例在造型设计中的应用

3.1.2 对称与均衡

3.1.2.1 定义

3.1.2.2 造型形态均衡的方法 (表33-3-4)

3.1.3 稳定与轻巧

3.1.3.1 定义

3.1.3.2 稳定与轻巧的影响因素及造型设计方法

3.1.4 对比与调和

3.1.4.1 定义

3.1.4.2 造型中的对比和调和方法(表33-3-6)

3.1.5 过渡与呼应

3.1.5.1 定义

3.1.5.2 造型设计中过渡与呼应的方法(表33-3-7)

3.1.6 节奏与韵律

3.1.6.1 定义

3.1.6.2 韵律的基本形式

3.1.7 统一与变化

3.1.7.1 定义

3.1.7.2 造型设计中的统一与变化方法

3.2 产品造型要素及其性格

3.2.1 点

3.2.1.1 定义

3.2.1.2 点要素及其性格与表情 (表33-3-10)

3.2.2 线

3.2.2.1 定义

3.2.2.2 线要素及其性格与表情 (表33-3-11)

3.2.2.3 工程中常用函数曲线方程

3.2.3 面

3.2.3.1 定义

3.2.3.2 平面要素及其性格与表情

3.2.3.3 曲面要素的形成与演变

3.2.3.4 平面构成设计

3.2.4 体

3.2.4.1 定义

3.2.4.2 基本几何体的构成与演变

3.2.4.3 面材的构成形式与方法

3.2.4.4 块材的构成形式与方法

3.2.5 色彩

3.2.6 肌理

3.2.6.1 定义

3.2.6.2 肌理的分类 (表33-3-19)

3.2.7 空间

3.2.8 视错觉现象与造型设计应用

3.2.8.1 定义

3.2.8.2 造型设计中的主要错视及矫正与利用

3.3 色彩设计

3.3.1 色彩学基础

3.3.2 色彩的三要素及色立体

3.3.3 色彩的体系及表示方法

3.3.4 色彩的功能与应用

3.3.4.1 色彩的意象与设计应用

3.3.4.2 色彩的性格与象征

3.3.4.3 色彩的好恶

3.3.5 色彩的配置规律

3.3.5.1 色彩对比

3.3.5.2 色彩调和

3.4 产品造型设计原理与方法

3.4.1 产品设计类型与层次

3.4.2 改进型产品造型设计方法

3.4.2.1 改进型产品总体分析项目清单

3.4.2.2 工作场所和工作方法对人的体力和脑力要求的分析项目

3.4.2.3 产品维护设计分析项目

3.4.2.4 产品安全设计分析项目

3.4.3 开发型产品造型设计构思方法

3.5 机械产品宜人性设计实例

3.5.1 人-自行车界面分析

3.5.2 影响自行车性能的人体因素

3.5.3 自行车设计结构要素分析

3.5.4 人-自行车动态特性分析

参 考 文 献

第34篇 创新设计

第1章 创新的理论和方法

1.1 创新的基本概念

1.1.1 发明、发现、创新、创造

1.1.2 创新、创造的相互关系

1.1.3 创造能力及其开发

1.2 创新思维方法

1.2.1 直觉思维

1.2.2 形象思维

1.2.3 联想思维

1.2.4 灵感思维

1.2.5 逆向思维

1.2.6 演绎思维

1.3 典型创新技法

1.3.1 头脑风暴法

1.3.2 列举法

1.3.3 信息交合法

1.3.4 联想法

1.3.5 形态分析法

1.3.6 移植法

1.3.7 组合法

1.3.8 检核表法

1.3.9 模拟法

1.3.10 模仿法

1.3.11 逆向发明法

1.3.12 分解法

1.3.13 分析信息法

1.3.14 综摄法

1.3.15 德尔菲法

1.3.16 六顶思考帽法

1.3.17 创造需求法

1.3.18 替代法

1.3.19 溯源发明法

1.3.20 卡片分析法

第2章 创新设计理论和方法

2.1 本体论

2.1.1 本体论概述

2.1.2 本体论开发步骤

2.1.3 本体论工程方法

2.2 公理性设计

2.2.1 公理性概述

2.2.2 设计域、设计方程和设计矩阵

2.2.3 分解、反复迭代与曲折映射

2.2.4 设计公理

2.3 领先用户法

2.3.1 领先用户法的基本要素

2.3.2 领先用户法的操作流程

2.3.3 领先用户法的使用条件

2.4 模糊前端法

2.4.1 模糊前端的活动要素

2.4.2 FFE法操作流程

2.4.3 模糊前端法应用实例

2.5 质量功能展开和田口方法

2.5.1 质量功能展开

2.5.2 田口方法

2.6 发明问题解决理论

2.6.1 TRIZ的内涵

2.6.2 TRIZ解决创新问题的一般方法

2.6.3 TRIZ理论的应用

第3章 发明创造的情境分析与描述

3.1 发明创造资源的分析与描述

3.1.1 直接利用资源

3.1.2 导出资源

3.1.3 差动资源

3.2 发明创造的理想化描述

3.2.1 发明创造的理想化概述

3.2.1.1 理想化

3.2.1.2 理想化设计

3.2.2 利用理想化思想实现发明创造

3.2.2.1 提高理想化程度的八种方法

3.2.2.2 实现理想化的步骤

3.3 发明创造的情境分析与描述

3.3.1 发电的理想方法

3.3.2 汽车驾驶杆的抖振分析

第4章 技术系统进化理论分析

4.1 技术进化过程实例分析

4.2 技术系统进化模式

4.2.1 技术系统进化模式概述

4.2.2 技术系统各进化模式分析

4.3 技术成熟度预测方法

4.4 工程实例分析

4.4.1 系统技术成熟度实例分析

4.4.2 技术进化模式的典型实例分析

4.4.3 车轮的发明及其技术进化过程分析

第5章 技术冲突及其解决原理

5.1 物理冲突及解决原理

5.1.1 物理冲突的概念及类型

5.1.2 物理冲突的解决原理

5.1.3 分离原理及实例分析

5.1.3.1 空间分离原理

5.1.3.2 时间分离原理

5.1.3.3 基于条件的分离

5.1.3.4 总体与部分的分离

5.1.3.5 实例分析

5.2 技术冲突及解决原理

5.2.1 技术冲突的概念及工程实例

5.2.2 技术冲突的一般化处理

5.2.2.1 通用工程参数

5.2.2.2 应用实例

5.2.2.3 技术冲突与物理冲突

5.2.3 技术冲突的解决原理

5.2.3.1 概述

5.2.3.2 40条发明创造原理

5.3 利用冲突矩阵实现创新设计

5.3.1 冲突矩阵的简介

5.3.2 利用冲突矩阵创新

5.4 工程实例分析

第6章 技术系统物-场分析模型

6.1 如何建立物-场分析模型

6.2 利用物-场分析模型实现创新

6.3 工程实例分析

第7章 发明问题解决程序——АRIZ法

7.1 解决发明问题的程序

7.1.1 第一部分 选择问题

7.1.2 第二部分 建立问题模型

7.1.3 第三部分 分析问题模式

7.1.4 第四部分 消除物理矛盾

7.1.5 第五部分 初步评价所得解决方案

7.1.6 第六部分 发展所得答案

7.1.7 第七部分 分析解决进程

7.2 工程实例分析

第8章 科学效应及其应用创新

8.1 科学效应概述

8.1.1 科学现象、科学效应、科学原理

8.1.2 科学效应的作用

8.1.3 科学效应的应用模式

8.2 科学效应知识库

8.2.1 效应知识库的由来

8.2.2 效应知识库的分类

8.2.3 应用效应解决问题的步骤

8.3 应用科学效应解决问题案例分析

8.3.1 案例1:肾结石提取工程问题(形状记忆效应、热膨胀效应)

8.3.2 案例2:“自加热”握笔手套创新设计(帕尔贴效应)

8.3.3 案例3:可测温儿童汤匙的设计(热敏性物质)

第9章 创新方法与专利规避设计

9.1 概述

9.1.1 专利规避的基本策略

9.1.2 专利规避设计要注意的原则

9.2 专利规避的方法

9.2.1 专利规避流程

9.2.2 基于TRIZ的专利规避方法

9.3 专利规避案例

9.3.1 弧齿锥齿轮铣齿机相关专利的检索与分析

9.3.2 建立主要元件之间的关系

9.3.3 根据裁剪变体进行设计方案的细化

附 录

附录1 冲突矩阵表

附录2 76个标准解

附录3 解决发明问题的某些物理效应表

附录4 科学效应总表

参 考 文 献

第35篇 绿色设计

第1章 绿色设计涉及的基本问题

1.1 绿色产品与绿色设计的内涵

1.2 绿色设计的一般流程

第2章 绿色设计方法与工具

2.1 概述

2.2 模块化设计方法

2.2.1 绿色模块化设计步骤

2.2.2 基于原子理论的模块化设计方法

2.2.3 绿色模块化设计案例

2.3 典型的绿色设计工具

第3章 绿色材料选择设计

3.1 绿色材料

3.2 绿色材料的选择

3.2.1 绿色材料选择原则

3.2.2 绿色材料的选择步骤

3.2.3 绿色材料选择方法

3.3 绿色材料选择案例

3.3.1 FA206B型梳棉机锡林绿色材料选择

3.3.2 减速器高速轴的绿色材料选择

3.3.3 洗碗机内胆材料选择

3.4 电冰箱壳体的多目标选材

第4章 结构减量化设计

4.1 结构减量化设计准则

4.2 结构减量化设计方法

4.3 减量化设计案例

4.3.1 高速机床工作台的减量化设计

4.3.2 曲轴的减量化设计

第5章 可拆卸设计

5.1 可拆卸设计准则

5.2 基于准则的可拆卸设计方法

5.2.1 设计流程

5.2.2 可拆卸连接结构设计

5.3 主动拆卸设计方法

5.4 可拆卸设计案例

5.4.1 静电涂油机的可拆卸结构设计

5.4.2 Power Mac G4 Cube的可拆卸设计

5.4.3 转盘式双色注塑机合模装置的可拆卸设计

第6章 再制造设计

6.1 再制造设计准则

6.2 再制造设计方法

6.2.1 基于评价的再制造设计方法

6.2.2 基于准则的再制造设计方法

6.3 再制造设计案例分析

6.3.1 基于准则的再制造设计案例

6.3.1.1 手持军用红外热像仪的再制造设计

6.3.1.2 基于拆卸准则的QR轿车变速箱的再制造设计

6.3.1.3 基于材料准则的发动机盖的再制造设计

6.3.1.4 基于强度准则的发动机曲轴再制造设计

6.3.2 基于评价的柯达相机的再制造设计

第7章 绿色包装设计

7.1 绿色包装设计准则

7.1.1 包装材料选择

7.1.2 包装减量化

7.1.3 包装材料的回收再利用

7.2 绿色包装设计方法

7.3 绿色包装设计案例分析

第8章 绿色设计评价

8.1 绿色设计评价指标体系

8.2 绿色设计评价方法

8.3 生命周期评价工具

8.4 生命周期评价案例

8.4.1 电动玩具熊的生命周期评价

8.4.2 碎石机的生命周期评价

8.4.3 基于GaBi的汽车转向器防尘罩的生命周期评价

第9章 产品绿色设计综合案例

9.1 鼠标的绿色设计案例分析

9.1.1 目标产品

9.1.2 产品基本资料分析

9.1.3 建立核查清单

9.1.4 绿色设计策略和方案

9.2 产品绿色设计成功案例赏析

参 考 文 献

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