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第一章 机械零件的模型试验设计方法1

1·1 模型设计中的相似准则2

1·1·1 几何相似2

1·1·2 运动相似2

1·1·3 动力相似3

1·1·4 与强度有关的物理量的相似4

1·1·5 边界条件的相似4

1·2 相似判据及比例尺方程5

1·3 弹性结构的变态模型9

1·4 模型设计的另一途径10

1·5·1 应力应变分析试验13

1·5 模型试验的方法13

1·5·2 破坏性试验14

第二章 机械零件的概率设计方法17

2·1 概述17

2·2 机械零件概率设计方法中常用的分布密度函数19

2·3 随机变量的函数的数字特征24

2·3·1 函数的数学期望及方差24

2·3·2 数字特征定理25

2·4 构件几何尺寸的统计数字特征30

2·4·1 线性尺寸的统计数字特征30

2·4·2 面积的统计数字特征32

2·4·3 截面抗弯模量的统计数字特征32

2·4·4 截面对轴的惯性炬的统计数字特征33

2·5·1 零件上载荷的统计数字特征34

2·5 零件载荷和截面应力的统计数字特征34

2·5·2 零件截面上应力的统计故数字特征37

2·6 材料机械性能的统计数字特征38

2·6·1 材料静强度特性的统训数字特征38

2·6·2 材料弹性模量的统计数字特征39

2·6·3 材料疲劳极限的统计数字特征39

2·6·4 金属材料机械性能离散性的平均值40

2·7 概率设计方法中的应力-强度干涉理论40

2·7·1 强度和应力都服从正态分布时的干涉公式44

2·7·2 强度和应力都服从对数正态分布时的干涉公式44

2·7·3 强度服从正态分布，应力服从指数分布时的干涉公式45

2·7·5 强度服从三参数(b,O,So)韦布尔分布，应力服从正态分布s(μ,σ)时的干涉公式46

2·7·4 应力服从γ分布，强度服从正态分布时的干涉公式46

2·7·6 强度服从正态分布，应力服从瑞利分布时的干涉公式48

2·8 安全系数与可靠度49

2·8·1 第一种方法50

2·8·2 第二种方法50

2·8·3 讨论51

2·9 机械零、部件可靠性设计简介52

2·9·1 可靠性函数52

2·9·2 三种失效速率56

2·9·3 平均失效时间MTBF60

2·9·4 系统的可靠度64

2·9·5 可靠度的分配66

2·10 典型机械零件的概率设计计算69

2·10·1 静载螺栓的概率设计69

2·10·2 轴的强度的概率设计71

2·10·3 滚动轴承的概率计算74

2·10·4 圆柱螺旋压缩弹簧的概率设计77

第三章 最优化设计方法82

3·1 概述82

3·1·1 无约束问题最优解存在的必要和充分条件85

3·1·2 优化设计的数学模型的几何表示89

3·1·3 优化设计的一般步骤93

3·2 无约束优化方法97

3·2·1 步长因子ωκ的确定和一维搜索方法97

3·2·2 搜索方向声ρκ的确定和间接算法103

3·3 无约束优化方法(直接方法)117

3·3·1 方向加速法(Powell法)119

3·3·2 单纯形法(Simplex method)123

3·4 约束优化方法127

3·4·1 梯度投影法131

3·4·2 罚函数法134

3·4·3 复合形法和可变允差法简介140

3·5 数学规划及其发展概况142

3·6 最优化设计方法在机械设计中的应用149

3·6·1 数学模型的建立150

3·6·2 优化方法的选择153

3·6·3 计算结果的分析154

3·7 应用实例155

第四章 机械零件的计算机辅助设计163

4·1 概述163

4·2·1 机械零件的传统设计过程164

4·2 CAD系统的设计特点164

4·2·2 计算机辅助设计(CAD)系统165

4·2·3 两种设计方法的对比167

4·3 CAD系统的组成168

4·3·1 主机168

4·3·2 输入装置168

4·3·3 输出装置168

4·3·4 人机对话装置169

4·3·5 外存贮器169

4·4 数表、曲线和实测数据的程序化170

4·4·1 数表的程序化172

4·4·2 曲线的输入及程序化176

4·4·3 实测数据的曲线拟合178

4·5 图形显示装置186

4·5·1 图形显示器的组成186

4·5·2 装配图的显示方法192

4·5·3 零件图的显示方法194

4·6 计算机绘图194

4·6·1 计算机绘图的过程195

4·6·2 绘图原理195

4·6·3 自动绘图机的主要功能197

4·6·4 自动绘图系统197

4·6·5 自动绘图机198

4·6·6 自动绘图机软件简介204

4·7 机械零件的CAD应用举例205