设计方法学

第1章　绪论 1

1.1　设计方法学概述 1

1.2　设计方法学的研究范畴 8

1.3　多种方法综合运用的设计实例——桩基础结构的优化设计 11

本章思考题 18

第2章　系统化设计 19

2.1　系统化设计方法的概述 19

2.2　系统与技术系统 20

2.3　系统化设计的方法 23

2.4　系统化设计的工程实例——自升式海洋平台桩基础结构设计 34

本章小结 44

本章思考题 44

第3章　模块化设计方法 45

3.1　模块化设计概述 45

3.2　模块的划分与组合原则 49

3.3　模块的接口设计与标准化 51

3.4　模块化产品的设计过程 54

3.5　可重构的模块设计方法 56

3.6　模块化技术的广泛应用 61

3.7　模块化设计方法的工程实例——模块化舰炮供弹系统的设计 65

本章小结 70

本章思考题 71

第4章　相似性设计方法 72

4.1　相似性设计方法的发展及应用 72

4.2　相似性设计的基本理论 72

4.3　相似性设计方法的工程实例——单元式储运机构的设计 78

本章小结 86

本章思考题 86

第5章　可靠性设计方法 87

5.1　可靠性设计理论基础知识 87

5.2　可靠性设计中常用的度量指标 88

5.3　机械系统结构可靠性设计 92

5.4　机械系统机构的可靠性设计 107

5.5　基于可靠性分析的工程实例——转运弹箱机构的可靠性设计 116

本章小结 123

本章思考题 123

第6章　创新性设计方法 124

6.1　创新性设计概述 124

6.2　创造性思维 124

6.3　创新性设计的思维模式与创新技法 128

6.4　概念设计中常用的创新性设计方法 136

6.5　创新性设计应注意的问题 147

6.6　创新性设计方法的工程实例——水稻机械插秧机设计 148

本章小结 151

本章思考题 151

第7章　有限元设计方法 152

7.1　有限元设计方法概述 152

7.2　有限元设计的基本问题 152

7.3　弹性力学有限元单元 162

7.4　有限元设计方法的工程应用——高速磁悬浮端车的有限元设计 176

本章小结 181

本章思考题 181

第8章　优化设计方法 182

8.1　优化设计方法概述 182

8.2　经典最优化方法——离散变量优化与整数规划 194

8.3　优化设计的工程实例——在火箭炮密集度试验方案中的应用 210

本章小结 214

本章思考题 214

第9章　虚拟样机设计方法 215

9.1　虚拟设计方法概述 215

9.2　产品虚拟设计的仿真要素 217

9.3　产品虚拟设计的建模要素 224

9.4　产品虚拟设计的环境建模要素 230

9.5　产品开发的虚拟样机设计流程 230

9.6　虚拟设计方法的工程实例——补弹系统机构的虚拟样机设计 232

本章小结 242

本章思考题 243

第10章　价值工程设计方法 244

10.1　价值工程设计概述 244

10.2　价值工程设计的方案评价体系 249

10.3　工程设计方案的评价方法 252

10.4　系统方案的模糊综合评价方法 260

本章小结 268

本章思考题 268

第11章　发展中的现代设计思想与方法 269

11.1　现代设计思想与方法概述 269

11.2　“绿色设计”方法与设计实例——吸运风机降耗设计 277

11.3　“仿生设计”方法与设计实例——蝗口式仿生园艺剪的设计 283

11.4　“逆向设计”方法与设计实例——蝗虫上颚特征提取与结构设计 289

11.5　“智能设计”方法与设计实例——农业机械“参数导引”智能设计平台 294

11.6　“并行设计”方法与设计实例——波音777并行设计工程 299

11.7　“协同设计”方法与设计实例——手持式嫁接机的协同设计 307

本章小结 311

本章思考题 312

附录1　3D打印机设计技术 313

附录2　微纳米生物制造技术 319

参考文献 325