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本书介绍现代设计理论与方法，现代设计的概念、基本理论和应用技术，内容包括计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、有限元设计、智能设计、虚拟设计、创新设计、绿色设计、全生命周期设计等。本书内容丰富，具有系统性、先进性和实用性，并通过工程应用实例，加强读者对相关设计理论的理解与设计方法的掌握和运用。
本书取材新颖，内容充实，反映了编著者长期的研究成果和国内外的研究进展，可作为高等学校机械类各专业及其他相关专业高年级本科生的教材，也可作为工程技术人员继续教育的培训教材或研究生的学习参考书。
第O章 绪论 0.1 机械设计的流程与特点 O.2 设计的重要性 0.2.1 设计在产品开发中的重要地位 O.2.2 设计理论和方法论 O.3 设计理论与方法论发展简史 0.3.1 萌芽期（19世纪一20世纪40年代） 0.3.2 成型期（20世纪50年代一20世纪60年代） O.3.3 成熟期（20世纪70年代） 0.3.4 普及期（20世纪80年代以后） O.4 现代设计方法的内涵 O.5 现代设计方法简介 O.6 现代设计方法的学习要求第1章 计算机辅助设计 1.1 计算机辅助设计概述 1.1.1 基本概念 1.1.2 产品集成开发流程 1.1.3 CAD/CAM发展历程 1.1.4 CAD/CAM系统简介 1.1.5 CAD系统的种类 1.2 计算机辅助设计技术 1.2.1 图形系统与图形标准 1.2.2 图形几何变换 1.2.3 几何造型 1.3 协同设计 1.3.1 协同设计的基本概念 1.3.2 协同设计的支撑技术 1.3.3 协同设计的工作环境 1.3.4 设计实例——超声波电动机的实时协同设计第2章 优化设计 2.1 概述 2.2 一维优化方法 2.2.1 搜索区间的确定 2.2.2 一维搜索的试探方法 2.3 无约束优化方法 2.3.1 坐标轮换法 2.3.2 牛顿法 2.4 约束优化方法 2.4.1 遗传算法 2.4.2 惩罚函数法 2.4.3 复合形法 2.5 多目标优化方法 2.5.1 多目标优化问题 2.5.2 主要目标法 2.5.3 统一目标法 2.6 工程优化设计应用 2.6.1 工程优化设计的一般步骤 2.6.2 工程优化设计实例第3章 可靠性设计 3.1 机械失效与可靠性 3.1.1 可靠性定义及要点 3.1.2 失效的定义 3.1.3 产品可靠性寿命指标 3.1.4 可靠性特征量 3.2 可靠性设计流程 3.2.1 机械可靠性设计的基本特点 3.2.2 可靠性设计的主要内容 3.2.3 机械可靠性设计流程 3.3 零件静强度可靠性设计 3.3.1 应力强度干涉模型 3.3.2 可靠度计算方法 3.3.3 应力和强度分布都为正态分布时的可靠度计算 3.3.4 应力和强度分布都为对数正态分布时的可靠度计算 3.3.5 已知应力幅水平、相应的失效循环次数的分布和规定的寿命要求时零件的可靠度计算 3.3.6 已知强度分布和大应力幅在规定寿命下的零件可靠度计算 3.3.7 疲劳应力下零件的可靠度计算 3.4 零件疲劳强度可靠性设计 3.4.1 疲劳强度可靠性设计基础 3.4.2 稳定变应力疲劳强度可靠性计算 3.4.3 不稳定变应力疲劳强度可靠度计算 3.5 机械系统可靠性设计 3.5.1 可靠性预测 3.5.2 系统可靠性分配 3.6 典型机械零件可靠性设计举例 3.6.1 机械零件可靠性设计概述 3.6.2 螺栓连接的可靠性设计 3.6.3 轴的刚度可靠性设计第4章 有限元设计 4.1 有限元法的基本思想与工程应用 4.1.1 有限元法的基本思想 4.1.2 有限元法的工程应用 4.2 弹性力学有限元法的基本理论 4.2.1 弹性力学中的基本假设 4.2.2 弹性力学的基本方程 4.2.3 弹性力学的基本原理 4.3 弹性力学有限元的一般方法 4.3.1 结构离散化 4.3.2 单元位移模式和形函数 4.3.3 单元特性分析 4.3.4 坐标变换 4.3.5 建立整个结构的平衡方程 4.3.6 边界条件的处理 4.3.7 求解未知节点位移和计算单元应力 4.4 有限元设计分析中的若干问题 4.4.1 有限元离散模型的有效性确认 4.4.2 缩小解题规模的常用措施 4.5 有限元分析软件应用 4.5.1 有限元分析软件简介 4.5.2 有限元分析软件的基本组成 4.5.3 有限元分析软件的工作流程第5章 智能设计 5.1 智能设计概述 5.1.1 智能设计的产生与领域 5.1.2 智能设计系统的功能构成 5.2 知识处理 5.2.1 知识的表示 5.2.2 知识获取 5.2.3 知识的应用 5.2.4 知识处理应用实例 5.3 智能设计系统构造方法 5.3.1 智能设计系统的复杂性 5.3.2 智能设计系统建造过程第6章 虚拟设计 6.1 虚拟现实技术概述 6.1.1 虚拟现实的定义、特征及组成 6.1.2 虚拟现实VR、增强现实AR与混合现实MR 6.1.3 虚拟现实技术的主要应用领域 6.1.4 虚拟现实技术发展趋势及重点应用领域 6.2 虚拟现实技术体系结构 6.2.1 虚拟现实技术与计算机仿真的关系 6.2.2 虚拟现实技术体系结构 6.2.3 虚拟现实系统的分类 6.2.4 虚拟设计/制造系统的体系结构 6.3 虚拟现实硬件基础 6.3.13 D位置跟踪器 6.3.2 传感手套 6.3.3 三维鼠标 6.3.4 数据衣 6.3.5 触觉和力反馈的装置 6.3.6 立体显示设备 6.3.73 D声音生成器 6.4 虚拟设计建模基础 6.4.1 建模概论 6.4.2 几何建模 6.4.3 基于图像的虚拟环境建模 6.4.4 图像与几何相结合的建模技术 6.5 虚拟设计应用实例第7章 创新设计 7.1 创新方法与TRIZ 7.1.1 创造性思维 7.1.2 创新方法 7.1.3 TRIZ的产生与发展 7.1.4 TRIZ的基本内容 7.2 设计冲突及其消解 7.2.1 设计中的冲突 7.2.2 技术矛盾及其解决 7.2.3 物理矛盾及其解决 7.3 基于TRIZ的创新设计实例第8章 绿色设计 8.1 绿色设计概述 8.1.1 绿色设计基本概念 8.1.2 绿色设计与传统设计的区别 8.1.3 绿色设计的特点 8.1.4 绿色设计的主要内容 8.1.5 绿色设计的实施步骤 8.2 绿色设计中的材料选择 8.2.1 绿色材料选择的原则 8.2.2 绿色材料的选择 8.2.3 绿色材料的评价 8.3 面向拆卸的绿色设计 8.3.1 可拆卸设计的概念 8.3.2 可拆卸设计原则 8.3.3 可拆卸连接结构设计 8.3.4 卡扣式结构设计 8.3.5 拆卸设计评价 8.4 面向回收的设计 8.4.1 面向回收设计概念 8.4.2 产品回收的主要内容 8.4.3 面向回收的设计准则 8.4.4 回收方式 8.4.5 回收经济性分析 8.5 面向包装的绿色设计 8.5.1 绿色包装设计的概念 8.5.2 绿色包装设计内容 8.5.3 绿色包装评价标准 8.6 面向节约能源的绿色设计 8.6.1 能效标识与标准 8.6.2 产品能量消耗模型 8.7 绿色设计的关键技术 8.8 绿色设计应用实例——液压系统的绿色设计第9章 全生命周期 9.1 全生命周期设计概念 9.1.1 全生命周期与寿命的区别 9.1.2 全生命周期设计的目的 9.2 全生命周期设计的主要内容 9.2.1 面向材料及其加工成形工艺的设计 9.2.2 面向制造与装配的设计 9.2.3 面向功能的设计 9.2.4 安全使用寿命设计 9.2.5 经济寿命设计 9.2.6 安全可监测性设计 9.2.7 面向资源环境的设计 9.2.8 事故安全设计 9.3 全生命周期设计的关键技术 9.3.1 产品全生命周期集成模型的建立 9.3.2 全生命周期的集成技术 9.3.3 支持整个生命周期的数据库和知识库 9.3.4 全生命周期评价LCA 9.4 产品全生命周期管理 9.4.1 面向产品全生命周期的需求管理 9.4.2 产品全生命周期管理系统需求信息管理模型第10章 其他设计方法 10.1 摩擦学设计 10.1.1 摩擦学设计的概念 10.1.2 磨损类型 10.1.3 影响疲劳磨损主要因素 10.1.4 磨损控制 10.2 工业设计 10.2.1 工业设计定义 10.2.2 工业设计的原则 10.2.3 产品设计 10.2.4 一般产品设计流程 10.2.5 产品设计表达方式 10.3 动力学设计 10.3.1 动力学设计概述 10.3.2 机械动力学设计数学方程 10.3.3 动力学设计的一般过程及方法 10.3.4 常见的动力学设计系统 10.4 表面设计 10.4.1 产品表面形貌建模 10.4.2 产品曲面设计 10.4.3 计算机纹理辅助设计参考文献
