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第1章　现代设计与设计方法概论1

1.1　设计的概念1

1.2　现代设计的发展2

1.3　设计方法的概念2

1.4　设计方法的发展3

1.5　现代设计方法与传统设计方法的特点4

1.6　现代设计方法的意义与任务5

1.7　科学方法论在设计中的应用6

1.8　典型设计方法10

思考题20

第2章　现代产品设计22

2.1　产品的概念22

2.1.1　产品概念的内涵和定义22

2.1.2　产品概念的形成23

2.1.3　产品概念的检验24

2.2　产品的构成25

2.3　产品设计的目标26

2.4　产品设计相关因素27

2.4.1　产品设计的人的因素28

2.4.2　产品设计的技术因素30

2.4.3　产品设计的市场和环境因素31

2.4.4　产品设计的审美因素35

2.5　产品设计理论与技术的内涵及其体系45

2.6　产品设计类型48

2.6.1　开发性设计48

2.6.2　适应性设计49

2.6.3　变型设计50

2.7　产品设计过程51

2.7.1　产品设计的三个阶段51

2.7.2　产品设计过程模型53

思考题58

第3章　现代设计方法学60

3.1　概述60

3.1.1　设计方法学的涵义60

3.1.2　设计方法学的研究对象62

3.1.3　现代设计方法学的研究内容62

3.2　技术系统及其确定63

3.2.1　技术系统63

3.2.2　信息集约64

3.2.3　调研预测64

3.2.4　可行性报告65

3.3　系统化设计66

3.3.1　功能分析66

3.3.2　功能元求解67

3.3.3　方案综合67

3.3.4　设计工具68

3.4　评价决策72

3.4.1　评价目标树72

3.4.2　评分法74

3.4.3　技术－经济评价法76

3.4.4　模糊评价法78

思考题81

第4章　价值工程82

4.1　概述82

4.2　价值工程的工作程序83

4.3　价值工程的基本概念84

4.4　价值工程的技术方法86

4.4.1　选择分析对象的常用方法86

4.4.2　VE改进对象的分析方法88

4.4.3　VE成本评价价值的计算方法90

4.4.4　功能评价方法90

4.4.5　创造改进方案的方法92

4.5　提高产品性能的原则和措施93

4.5.1　产品功能的定义93

4.5.2　功能整理94

4.5.3　功能评价95

4.6　降低产品成本的原则和途径95

4.7　成本估算96

思考题97

第5章　人—机—环境的系统观与系统化设计98

5.1　人—机—环境的系统观98

5.1.1　人—机—环境大系统的组成与运行98

5.1.2　功能分配99

5.1.3　人的生理和心理因素100

5.1.4　环境因素和可持续发展107

5.2　系统化设计113

5.2.1　系统化设计的概念113

5.2.2　系统化设计的方法和步骤114

5.2.3　系统化设计的展望114

5.2.4　系统化设计的内容和关键技术115

5.3　产品规划115

5.4　功能原理方案116

5.4.1　功能设计的概念116

5.4.2　功能设计的步骤117

5.4.3　功能分析117

5.4.4　寻求作用原理118

5.5　结构方案118

5.6　评价与决策119

5.7　面向生态环境的绿色设计理论与方法120

5.7.1　绿色设计产生的背景120

5.7.2　绿色产品与绿色设计121

5.7.3　绿色设计特点与方法122

5.7.4　绿色设计主要内容和关键技术123

5.7.5　绿色设计与制造的发展125

思考题126

第6章　优化设计127

6.1　概述127

6.1.1　优化设计基本概念127

6.1.2　优化设计的发展及应用127

6.1.3　最优化设计技术的现状与未来128

6.1.4　传统设计与优化设计129

6.1.5　优化设计的数学模型130

6.1.6　优化设计的分类131

6.1.7　常用优化方法及其软件应用131

6.2　一维搜索133

6.2.1　基本概念133

6.2.2　迭代算法及终止准则135

6.2.3　黄金分割法的原理及计算步骤135

6.2.4　二次插值法的原理及计算步骤137

6.3　无约束优化算法140

6.3.1　基本概念140

6.3.2　无约束优化算法的特点140

6.3.3　共轭方向法140

6.3.4　梯度法142

6.3.5　牛顿法144

6.4　约束优化算法145

6.4.1　基本概念145

6.4.2　复合形法147

6.4.3　惩罚函数法152

6.5　其它优化问题156

6.5.1　动态多变量优化156

6.5.2　模糊优化156

6.5.3　多目标优化157

6.6　工程实例159

思考题161

第7章　可靠性设计163

7.1　概述163

7.1.1　可靠性的概念163

7.1.2　可靠性设计特点164

7.1.3　可靠性设计的应用164

7.1.4　可靠性设计中常用的特征量（指标）165

7.1.5　可靠性设计的基本理论168

7.1.6　机械可靠性和电子可靠性174

7.1.7　通用的可靠性设计分析方法175

7.1.8　电子设备可靠性设计方法179

7.1.9　机械可靠性设计方法181

7.1.10　软件可靠性182

7.2　应力－强度干涉模型和零部件的可靠性设计183

7.2.1　应力－强度干涉模型183

7.2.2　可靠度的计算185

7.2.3　零部件的可靠性设计186

7.3　系统的可靠性设计187

7.3.1　系统逻辑图187

7.3.2　系统的可靠性预测190

7.3.3　系统的可靠度分配190

7.4　机械系统的故障树分析191

7.4.1　基本概念191

7.4.2　故障树的建立192

7.4.3　故障树的定性分析194

7.4.4　故障树的定量分析195

7.5　可靠性试验概况195

7.6　安全设计199

7.6.1　概述199

7.6.2　安全设计的基本程序和方法200

7.6.3　安全设计风险评价201

7.6.4　结构安全设计202

7.6.5　安全设计的展望205

7.7　健壮设计205

7.7.1　概述205

7.7.2　健壮设计原理206

7.7.3　机械系统的稳健设计208

7.8　设计试验技术209

7.8.1　设计试验技术概述209

7.8.2　产品的可靠性试验209

7.8.3　产品环保性能试验与控制211

7.8.4　仿真试验与虚拟试验214

思考题214

参考文献216