现代设计方法课程的目的是培养学生在结构设计方面的理念和能力,使其了解现代设计理念及其基础理论方法,并初步掌握现代设计方法的实际应用工具。
《现代设计方法/普通高等教育“十三五”规划教材》的目标是使学生**掌握计算机辅助设计、有限元法、优化设计和可靠性设计等方面的基本概念,弄懂现代设计方法解决复杂工程问题的思路和基本原理,能够应用有关通用软件进行CAD建模、结构强度有限元分析、计算机辅助机构动力学分析、结构优化设计和评价等方面的基本工作,具备在毕业后的工作岗位上运用现代设计方法解决复杂工程问题的基本能力,并具有不断深入理解和掌握现代设计理论的终身学习能力。
《现代设计方法/普通高等教育“十三五”规划教材》主要针对车辆工程、能源与动力工程、机械工程等专业高年级本科生编写,也可用于其他近机械类专业的教学或工程人员的自学。

绪论
0.1 关于现代设计方法
0.2 关于现代设计方法课程和本教材

第1部分 计算机辅助设计
第1章 CAD概述
1.1 CAD的概念
1.2 CAD系统的功能及特点
1.3 CAD的发展情况
第2章 CAD造型方法
2.1 几何造型
2.2 特征造型
2.3 曲线曲面造型
第3章 机械产品计算机辅助设计
3.1 零件设计
3.2 装配设计
3.3 曲面设计
第4章 基于CREo的设计示例
4.1 参数化设计直齿圆柱齿轮
4.2 主控零件法设计鼠标
4.3 利用骨架模型设计曲柄滑块机构
4.4 利用二维布局进行紧固螺栓连接设计
4.5 曲面设计
习题

第Ⅱ部分 计算机辅助系统运动学/动力学分析
第5章 概述
5.1 多体系统
5.2 多刚体系统动力学分析方法
第6章 有关力学基础
6.1 广义坐标与约束
6.2 动力学普遍方程
6.3 矢量运算
第7章 刚体运动学/动力学
7.1 质点运动学/动力学
7.2 平面运动刚体运动学
7.3 平面运动刚体动力学
第8章 平面运动系统运动学分析原理
8.1 **坐标
8.2 约束方程
8.3 运动学分析
第9章 平面运动系统动力学分析原理
9.1 虚功和广义力
9.2 质量矩阵
9.3 约束多刚体系统的运动方程
9.4 约束多刚体系统运动方程的数值求解
9.5 约束反力
9.6 静平衡
第10章 运用ADAMS软件进行机构运动学/动力学分析实例
10.1 ADAMS软件简介
10.2 创建模型
10.3 仿真测试
10.4 验证测试结果
10.5 参数分析
10.6 优化设计
习题

第Ⅲ部分 有限元法
第11章 有限元法概述
11.1 有限元法的基本思想
11.2 有限元法在工程中的应用
11.3 有限元法求解引例
11.4 有限元法的求解步骤
第12章 弹性力学平面问题的有限元法
12.1 结构离散化
12.2 单元分析
12.3 单元刚度矩阵
12.4 载荷移置
12.5 整体分析
12.6 约束处理及求解
第13章 等参数单元的原理
13.1 等参数单元的基本思想
13.2 等参数单元的特性
13.3 几种典型等参数单元
13.4 等参数单元计算中的数值积分
第14章 有限元分析中的若干问题
14.1 有限元建模的基本原则
14.2 有限元建模中的一般方法
14.3 减小模型规模的常用措施
14.4 计算结果的处理
第15章 有限元软件ANSYS Workberich及应用实例
15.1 有限元软件ANSYS Workbench
15.2 杆梁类问题有限元分析
15.3 平面类问题有限元分析
15.4 非线性问题有限元分析
15.5 动力学问题有限元分析
15.6 传热问题有限元分析
习题
附录A 弹性力学基本理论
A1 弹性力学的基本方程
A2 平面问题的基本理论

第Ⅳ部分 优化设计
第16章 优化设计基础
16.1 优化设计概述
16.2 优化设计的建模
16.3 优化设计问题的基本解法
第17章 优化设计算法基础
17.1 无约束优化的一维搜索方法
17.2 多维无约束优化方法
17-3约束优化方法
17-4现代优化算法
第18章 结构优化设计
18.1 结构优化的常用算法
18.2 结构的尺寸优化、形状优化及拓扑优化
第19章 机械优化设计建模与求解示例
19.1 机械零件优化设计
19.2 机构优化设计
19.3 结构优化设计
19.4 结构形状优化设计
19.5 结构拓扑优化设计
习题

第V部分 可靠性设计
第20章 可靠性设计概述
20.1 可靠性的概念和特点
20.2 可靠性研究的发展
20.3 可靠性学科研究范畴
20.4 可靠性设计常用概率分布
第21章 可靠性设计的常用指标
21.1 故障密度函数
21.2 故障率函数
21.3 故障分布函数
21.4 可靠函数
21.5 四种基本函数间的关系
21.6 典型的故障率曲线
21.7 平均寿命
第22章 可靠性设计原理
22.1 应力一强度模型
22.2 应力一强度模型求可靠度的一般公式
22.3 常用应力一强度分布的可靠度计算公式
22.4 随机变量的统计特征值的近似计算
第23章 零部件的可靠性设计
23.1 设计所需的部分数据和资料
23.2 静强度的可靠性设计
23.3 疲劳强度的可靠性设计
23.4 基于ANSYS Workbench的结构可靠性分析
第24章 系统的可靠性设计
24.1 常用的系统可靠性预计模型
24.2 系统可靠性分配
24.3 机械系统故障树分析
习题

附表 标准正态分布表
参考文献