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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MTBF 60

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