“十四五”普通高等教育本科系列教材 现代设计方法

现代设计方法课程是一门以设计产品为对象，采用先进的计算机技术，运用工程设计的新理论和新方法，不断提高设计质量和缩短设计周期的集成学科。本课程涉及范围较广，需要具备矩阵理论、概率与数理统计、工程力学、现代机械设计和高级程序语言等方面的基本知识及应用能力。为适应我国机械工业发展和创新设计人才培养的需要，编者融入十余年来对本课程课堂教学的凝练和教学改革的成果，同时结合兄弟院校的优秀教学成果及案例编写了本书。本书共精选5章内容，重点介绍设计方法学、优化设计、有限元法和可靠性设计等应用广泛、实用性强的设计内容，注重培养学生的综合分析、系统思考和创新设计的能力和机械工程素养，开发学生的思维方式及创新潜能，激励学生运用所学基本理论与基本方法去发现、分析和解决工程实践设计中的问题。通过本书的学习，学生可全面了解现代设计的特点、体系以及理念、思路和方法，在重点学习相关理论的基础上着眼于实际应用，掌握一些现代设计常用的计算机软件操作和具体使用方法，并将其应用于工程实例中，从而拓宽视野，增强创新设计意识，灵活运用现代设计方法，为从事机电产品开发工作打下基础，创造设计出实用性强的高品质新产品。本书由山东科技大学、北华航天工业学院共同组织编写，具体分工如下：第1、2章由陈修龙编写；第3章由杨通编写；第4章由田和强编写；第5章由隋秀华编写；数字资源（PPT、电子教案、案例库等）由杨通、邓昱、贺俊杰和田和强负责制作。全书由陈修龙教授统稿。本书相关数字资源，请联系主编索取，Email:cxldy qq @163com。本书由江南大学曹毅教授、山东科技大学韩宝坤教授和北华航天工业学院蔡毅教授主审，他们对本书的编写提出了很多宝贵的意见和建议，在此表示衷心的感谢。同时也感谢山东科技大学博士研究生贾永皓以及硕士研究生孙成浩、江守源为本书做出的贡献。感谢“山东省优质课程现代设计方法”（SDYKC19076）的资助。由于编者水平所限，书中难免有不妥之处，敬请广大读者批评指正。

本书为“十四五”普通高等教育本科规划教材。全书共分5章，主要内容包括概述、设计方法学、优化设计、有限元方法和可靠性设计。本书重点介绍了现代设计的特点、体系、理念和方法，以及现代设计常用的计算机软件操作及其在工程实例中的应用，以求拓宽学生的视野，增强创新设计意识，为日后从事机电产品开发工作打下基础。本书配套数字资源，以便学生自主学习和拓展知识面。

本书为“十四五”普通高等教育本科规划教材。全书共分5章，主要内容包括概述、设计方法学、优化设计、有限元方法和可靠性设计。本书重点介绍了现代设计的特点、体系、理念和方法，以及现代设计常用的计算机软件操作及其在工程实例中的应用，以求拓宽学生的视野，增强创新设计意识，为日后从事机电产品开发工作打下基础。本书配套数字资源，以便学生自主学习和拓展知识面。

陈修龙，山东科技大学机电学院，教授，主要从事机器人机构学理论和应用、机构创新设计与分析等方面的研究工作，多次获得中国机械工业科学技术奖、高等教育省级教学成果一等奖（山东省教育厅）、全国煤炭行业教育教学成果一等奖等。

前言
第1章概述11现代设计12现代产品的设计类型与进程13学习现代设计方法的意义习题
第2章设计方法学21机械产品的功能原理设计22机械产品的实用化设计23机械产品的商品化设计24TRIZ原理与计算机辅助创新习题
第3章优化设计31优化问题的数学模型32优化问题基础33线搜索求步长34负梯度方法与牛顿型方法35信赖域方法*36约束优化方法习题
第4章有限元法41弹性力学基础42平面问题有限元法43有限元建模概述44有限元法应用习题
第5章可靠性设计51可靠性的基本概念及特点52可靠性设计的常用指标和分布函数53可靠性设计原理54零部件的可靠性设计55系统可靠性设计习题
参考文献

本书为“十四五”普通高等教育本科规划教材。全书共分5章，主要内容包括概述、设计方法学、优化设计、有限元方法和可靠性设计。本书重点介绍了现代设计的特点、体系、理念和方法，以及现代设计常用的计算机软件操作及其在工程实例中的应用，以求拓宽学生的视野，增强创新设计意识，为日后从事机电产品开发工作打下基础。本书配套数字资源，以便学生自主学习和拓展知识面。

陈修龙，山东科技大学机电学院，教授，主要从事机器人机构学理论和应用、机构创新设计与分析等方面的研究工作，多次获得中国机械工业科学技术奖、高等教育省级教学成果一等奖（山东省教育厅）、全国煤炭行业教育教学成果一等奖等。