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绪论1

第一篇 优化设计方法9

第一章 优化设计概述9

第一节 优化设计特点及其发展概况9

第二节 机械设计中的优化问题10

第三节 优化设计的数学模型13

第四节 优化问题的几何描述17

第五节 优化计算的迭代过程和终止准则18

第二章 优化设计的数学基础21

第一节 矩阵21

第二节 向量27

第三节 多元函数30

第四节 凸集、凸函数与凸规划36

习题39

第三章 一维优化方法41

第一节 初始单峰区间的确定41

第二节 黄金分割法44

第三节 二次插值法48

习题53

第四章 无约束优化方法54

第一节 概述54

第二节 梯度法55

第三节 牛顿法60

第四节 DFP变尺度法65

第五节 BFGS变尺度法71

第六节 坐标轮换法71

习题76

第五章 约束优化方法77

第一节 概述77

第二节 约束坐标轮换法79

第三节 约束随机方向搜索法82

第四节 复合形法87

第五节 惩罚函数法94

第六节 内点惩罚函数法96

第七节 外点惩罚函数法102

第八节 混合惩罚函数法108

习题109

第六章 多目标函数优化方法简介111

第一节 多目标优化问题111

第二节 主要目标法113

第三节 统一目标法113

第四节 分层序列法116

第七章 优化设计实例119

第一节 优化设计的一般步骤119

第二节 圆柱螺旋压缩弹簧的优化设计121

第三节 圆柱齿轮减速器的优化设计123

第四节 平面铰链四杆机构再现运动规律的最优化设计130

第五节 平面铰链四杆机构再现给定轨迹的最优化设计132

第二篇 可靠性设计方法135

第八章 可靠性设计概述135

第一节 概述135

第二节 可靠性设计的特点和方法139

习题141

第九章 可靠性的数理基础142

第一节 可靠性的特征量142

第二节 可靠性常用的概率分布148

习题158

第十章 系统可靠性设计159

第一节 系统可靠性模型159

第二节 系统可靠性预计162

第三节 系统可靠性分配164

习题169

第十一章 可靠性设计方法170

第一节 概述170

第二节 机械零件可靠性设计170

第三节 降额设计181

第四节 简化设计182

第五节 余度技术183

第六节 容错技术185

习题186

第三篇 机电产品造型设计188

第十二章 机电产品造型设计188

第一节 概述188

第二节 造型与形式法则193

第三节 人机工程学206

第四节 产品色彩设计216

习题226

第四篇 其他现代设计方法227

第十三章 工程遗传算法227

第一节 概述227

第二节 工程遗传算法基本原理及计算步骤229

第三节 遗传算法在机械工程中的应用239

习题242

第十四章 虚拟设计243

第一节 概述243

第二节 虚拟现实技术244

第三节 虚拟产品248

第四节 虚拟概念设计248

第五节 虚拟装配设计248

第六节 虚拟人机工程学设计249

习题251

第十五章 并行设计252

第一节 概述252

第二节 并行设计的关键技术253

第三节 并行设计的实施254

第四节 并行设计的应用实例256

第五节 并行设计的发展趋势257

习题258

第十六章 绿色设计259

第一节 概述259

第二节 绿色设计的主要内容260

第三节 绿色设计的特点261

第四节 绿色产品设计的关键技术263

第五节 绿色设计的方法264

第六节 绿色设计的步骤266

习题267

第十七章 常用工程软件268

第一节 CAD/CAM软件268

第二节 工程分析软件272

习题275

附录 常用优化方法的C语言参考程序276

附录A 黄金分割法的参考程序276

附录B 复合形法的参考程序279

附录C 变尺度法的参考程序285

附录D 外点惩罚函数法的参考程序294

参考文献304