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第一章 机械零件的模型试验设计方法 1

目录 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

23·2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截面对轴的惯性矩的统计数字特征 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计数字特征 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一强度干涉理论 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,S0）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

2·10·1静载螺栓的概率设计 69

2·10典型机械零件的概率设计计算 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ωk的确定和一维搜索方法 97

3·2·2搜索方向pk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（Powe11法） 119

3·3·2单纯形法（Simp1exmethod） 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

25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

4·1概述 163

第四章 机械零件的计算机辅助设计 163

4·2CAD系统的设计特点 164

4·2·1机械零件的传统设计过程 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

4·3CAD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