見習機械設計工程師資格考試培訓教材：現代機械設計方法（第2版） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《現代機械設計方法（第2版）》是根據中國機械工程學會《見習機械設計工程師資格認證實施細則》的規定與要求編寫的，其目的是提高大學生從業的適應能力，滿足用人單位對人纔的迫切需要。《現代機械設計方法（第2版）》的編寫充分考慮瞭工科大學生的基礎和現實需要，內容全麵，體係清楚，著重實例示範。《現代機械設計方法（第2版）》內容包括四大部分：創新設計理論與方法、有限元方法與應用、優化設計、可靠性設計。《現代機械設計方法（第2版）》基本上包括瞭工程技術人員需要掌握的現代設計理論知識，在內容上力求做到深入淺齣。
　　《現代機械設計方法（第2版）》主要作為高等院校機械工程類專業畢業生和在校大學生參加見習機械設計工程師資格考試的指導教材，也可供有關工程技術人員參考。

作者簡介

　　謝裏陽，1962年生，教授，博士生導師，1988年東北大學博士畢業，1996～1998年在德國Otto-Von-Guericke大學等做訪問學者。現任東北大學機械工程與自動化學院現代設計與分析研究所所長。研究方嚮包括機械結構強度、疲勞、斷裂與壽命預測。可靠性與係統概率風險評估。CAE等。主持完成霍英東教育基金會青年教師基金項目、國傢自然科學基金項目、863項目、國傢科技攻關項目子課題以及工程項目多項。曾被評為國傢教委重點跟蹤資助對象，獲全國青年科技標兵、遼寜省學科帶頭人、瀋陽市十大傑齣青年等榮譽稱號。曾獲遼寜省科技進步二等奬和國傢教學成果二等奬。

內頁插圖

目錄

第2版 前言
第1版 前言
第1篇 創新設計理論與方法
第1章 創新設計的基本概念
1.1 創新
1.2 創新設計
1.3 創新思維的基本方法
1.4 創新技法
1.5 TRIZ的基本概念

第2章 設計中的衝突及其解決原理
2.1 概述
2.2 物理衝突及其解決原理
2.3 技術衝突及其解決原理
2.4 利用衝突矩陣實現創新

第3章 利用技術進化模式實現創新
3.1 概述
3.2 技術係統進化模式

第4章 計算機輔助創新設計軟件(CAI)
4.1 概述
4.2 創新能力拓展平颱CBT／NOVA
思考題與習題

第2篇 有限元方法與應用
第5章 彈性力學有限元法的基本思想和特點
5.1 彈性力學問題概述
5.2 有限元法的基本思想和特點
5.3 有限元法的應用領域

第6章 彈性力學基本理論
6.1 彈性力學中的基本假設
6.2 彈性力學中的基本概念
6.3 彈性力學的基本方程
6.4 平麵問題的基礎理論
6.5 有限元法的理論基礎

第7章 彈性力學有限元法
7.1 有限元法求解問題的基本步驟
7.2 連續體離散化
7.3 單元分析
7.4 整體分析
7.5 邊界約束條件的處理
7.6 求解、計算結果的整理和有限元後處理

第8章 有限元分析中的若乾問題
8.1 有限元計算模型的建立
8.2 減小解題規模的常用措施

第9章 動力學有限元分析
9.1 有限元動力學方程
9.2 模態與模態分析
9.3 動力學響應分析
9.4 動力學分析實例
思考題與習題

第3篇 優化設計
第10章 概述
10.1 優化設計與傳統設計方法的比較
10.2 優化設計的概念及術語
10.3 機械優化設計的一般過程
10.4 優化設計的數學模型

第11章 優化設計的數學基礎
11.1 等值綫(麵)的概念
11.2 目標函數的梯度與最速下降方嚮
11.3 多元函數的泰勒展開式
11.4 二次型函數
11.5 目標函數的極值與判彆條件
11.6 優化設計的數值解法及終止準則

第12章 一維優化方法
12.1 單峰區間及其“高-低-高”幾何特徵
12.2 確定搜索區間的外推法
12.3 縮短搜索區間的消去法
12.4 黃金分割法

第13章 多維無約束優化方法
13.1 坐標輪換法
13.2 共軛方嚮法
13.3 Powell法
13.4 最速下降法(梯度法)
13.5 牛頓法
13.6 廣義牛頓法
13.7 變尺度法(DFP法)

第14章 約束問題的優化設計方法
14.1 內點懲罰函數法
14.2 外點懲罰函數法
14.3 混閤懲罰函數法

第15章 機械優化設計的應用
15.1 機械優化設計的一般步驟
15.2 建立數學模型的基本原則
15.3 機床主軸結構的優化設計
思考題與習題

第4篇 可靠性設計
第16章 産品可靠性及其度量指標
16.1 産品設計中的可靠性問題
16.2 産品質量與可靠性
16.3 可靠性問題的統計描述和錶達
16.4 統計學參數與産品可靠性指標
16.5 應用範例
16.6 可靠性設計流程

第17章 可靠性設計中常用的概率分布
17.1 二項分布
17.2 泊鬆(Poisson)分布
17.3 正態(Gauss)分布
17.4 對數正態分布
17.5 威布爾(Weibull)分布
17.6 指數分布

第18章 機械零件可靠性設計
18.1 零件可靠度計算的應力-強度乾涉模型
18.2 典型機械零件的可靠性設計

第19章 機械係統的可靠性
19.1 係統可靠性模型
19.2 可靠性分配
思考題與習題
附錄 衝突矩陣
參考文獻

精彩書摘

　　創新是人類文明進步的動力，是社會經濟發展的源泉。曆史地看待創新，人類發展的曆史就是一部創新史，創新的數量、質量和速度影響著人類發展進步的幅度和速度。認識創新，瞭解創新對人類文明的影響，瞭解創新人纔的特徵，把握創新人纔的培養要點，是創新人纔成長發展的第一步。
　　創新的提法由來已久。美國第一任總統華盛頓在1786年的告彆演講中，告誡美國人民要“保持自由創新精神”；但是，對創新的理論研究卻發端於20世紀初期。隨著知識經濟時代的到來，創新成為一個越來越廣泛使用的名詞，全麵理解創新顯得非常必要。
　　創新包括技術創新（産品創新與過程創新）與組織管理上的創新，因為兩者均可導緻生産函數的變化。創新是一個經濟範疇，而非技術範疇；它不是科學技術上的發明創造，而是把已發明的科學技術引入企業之中，形成一種新的生産能力。具體來說，創新包括以下五種情況，見錶1.1。

前言/序言

　　為瞭更好地滿足機械見習工程師培訓的需要，第2版在教材內容組織安排和錶述方式等方麵進行瞭調整與改進。第1篇增加瞭對TRIZ方法之外的其他創新設計方法的概括性介紹；第2篇刪減瞭一些公式推導過程，去除瞭有限元軟件介紹部分，增加瞭動力學有限元分析內容；第3篇以係統、精煉、實用的原則重新組織材料進行瞭改寫；第4篇對內容進行瞭適當的精簡。
　　以上改進在很大程度上得益於使用本教材的教師們的建設性反饋意見，編者深錶感謝。
　　本書由謝裏陽主編，參加編寫的有：趙新軍（第1篇），謝裏陽（第2篇部分、第4篇），李劍敏（第2篇部分），張翔、何雪法（第3篇）。
　　本書主要作為高等院校機械工程類專業畢業生和在校大學生參加見習機械設計工程師資格考試的指導教材，也可供有關工程技術人員參考。

《機械設計基礎與應用：結構、材料與製造工藝詳解》 圖書簡介 本書係統闡述瞭現代機械設計領域的核心理論、關鍵技術和工程實踐。內容覆蓋麵廣，理論深度適中，旨在為機械工程專業的學生、初入職場的工程師以及尋求知識更新的專業人士提供一本全麵而實用的參考書。全書以工程應用為導嚮，將基礎理論與實際案例緊密結閤，力求幫助讀者建立紮實的機械設計思維體係。 第一部分：機械設計基礎理論 本部分聚焦於機械設計必須掌握的基礎知識，為後續復雜係統設計奠定堅實的理論基礎。 第一章：機械設計概述與工程思維 本章首先界定機械設計的範疇、目標與基本原則，強調可靠性、經濟性、可製造性、環境友好性等現代設計理念。隨後深入探討工程思維模式，包括問題定義、約束條件分析、方案比選的係統化過程。著重介紹麵嚮對象的設計方法論，以及設計全生命周期管理（PLM）在現代工程中的地位。 第二章：材料力學基礎與應力分析 係統迴顧材料的宏觀力學性能，如彈性、塑性、蠕變和疲勞特性。重點講解二維和三維應力狀態下的應力、應變分析，包括莫爾圓的應用。詳細闡述各類靜力、交變載荷下的強度理論，如馮·米塞斯（Von Mises）和最大剪應力理論，並引入安全係數的確定方法，特彆是基於概率和可靠性指標的安全評估。 第三章：機械零件的強度與剛度計算 深入分析各類標準機械零件在實際工作中的受力情況。詳細介紹軸、鍵、聯軸器等傳遞扭矩零件的強度校核。重點闡述標準齒輪的精度、強度計算（包括齒麵接觸疲勞和齒根彎麯疲勞），以及帶傳動、鏈傳動在不同工況下的效率與壽命預測。對於軸承，本章不僅講解靜載和動載荷下的壽命計算（如 $L_{10}$ 壽命），還涉及滑動軸承的潤滑理論基礎和滾動軸承的安裝與對中要求。 第四章：機械傳動係統的動力學基礎 本章側重於機械係統的動態行為分析。講解轉子的動力學特性，包括臨界轉速的計算、不平衡引起的振動以及動平衡技術。詳細分析往復運動機構（如麯柄搖杆機構）的速度和加速度特性，並給齣消除高次諧波振動的優化設計方法。同時，引入控製理論中的反饋機製在機械係統減振降噪中的應用。 第二部分：關鍵機械設計模塊與係統集成 本部分轉嚮具體工程實踐，探討常用機械係統的設計實現與優化。 第五章：連接技術與裝配設計 全麵覆蓋機械連接的分類與應用。螺紋連接部分詳述螺栓的預緊力計算、疲勞壽命分析和防鬆技術（如鎖緊墊圈、化學鎖固劑）。對焊接連接，闡述不同焊縫形式的受力分析、疲勞載荷下的焊縫強度評定標準（如角焊縫的有效喉深計算）。此外，講解緊固件與可拆卸連接件在裝配過程中的順序與公差配閤控製。 第六章：彈性連接與密封技術 深入探討彈簧的設計與應用，涵蓋螺鏇抗扭彈簧、闆簧等多種類型，重點分析其在衝擊吸收和載荷緩衝中的作用。在密封技術方麵，詳細介紹靜密封（墊片、O型圈）和動密封（填料密封、迷宮密封、唇形密封）的工作原理、材料選擇依據及失效模式分析，強調在高溫、高壓或腐蝕環境下選擇閤適密封方案的重要性。 第七章：機構運動學與動力學綜閤分析 超越簡單的運動分析，本章結閤現代仿真工具，對復雜多連杆機構進行動力學建模。講解拉格朗日方程在機構動力學分析中的應用，計算機構運動過程中的反作用力矩和驅動力需求。特彆關注凸輪機構的設計，包括凸輪輪廓綫的精確生成、壓力角控製以及柔順輪廓的設計，以降低運動衝擊和噪聲。 第八章：潤滑、摩擦與磨損控製 本章是機械係統可靠性的重要保障。深入探討潤滑學的基本理論，包括流體潤滑、邊界潤滑和混閤潤滑的判據（如尼奧斯（Nijssen）數）。詳細介紹潤滑劑的選擇、添加劑的作用以及潤滑係統的設計（如油浴、壓力循環潤滑）。磨損部分，分類講解磨粒磨損、粘著磨損和腐蝕磨損的機理，並提齣相應的錶麵工程和抗磨塗層技術。 第三部分：麵嚮製造的設計與工程優化 本部分關注設計如何與製造工藝、成本控製相結閤，實現工程價值最大化。 第九章：現代製造工藝對設計的影響 係統介紹鑄造、鍛造、切削加工、鈑金成形等主要製造工藝的原理、精度限製和成本結構。重點講解“麵嚮製造的設計”（DFM）原則，即在設計階段就必須考慮零件的毛坯獲取、刀具路徑、工裝夾具的可行性。對比增材製造（3D打印）的優勢與局限性，及其對傳統零件結構設計帶來的革命性影響。 第十章：公差配閤與錶麵完整性 遵循最新的國際（ISO）和國傢標準，詳細解讀機械零件的公差與配閤體係，區分配閤的過盈、間隙和過渡。講解幾何尺寸和公差（GD&T）符號的意義及其在圖紙上的錶達，強調其在保證功能和互換性中的核心作用。錶麵粗糙度對配閤性能、疲勞壽命和密封性能的影響將進行定量分析。 第十一章：機械係統的可靠性、維護性與經濟性評估 本章將設計提升到係統工程層麵。詳細介紹係統可靠性指標（如平均無故障時間MTBF），以及基於故障樹分析（FTA）和事件樹分析（ETA）的可靠性評估方法。探討可維護性設計（DFMaint）的原則，如易於拆卸和更換的結構設計。最後，引入全生命周期成本（LCC）分析框架，指導工程師在不同設計方案間進行經濟性權衡。 附錄：工程計算常用數據與標準速查錶 收錄常用材料的力學性能錶、標準緊固件的尺寸與扭矩推薦值、常用齒輪模數係列以及國際標準（ISO/ANSI）的快速索引鏈接，作為工程師的實用工具手冊。 本書力求以嚴謹的學術態度，結閤豐富的工程實例，為讀者提供一套係統、深入且與時俱進的機械設計知識體係。無論讀者是進行理論研究還是解決實際工程難題，本書都將是一個可靠的知識源泉和實踐指南。