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第一篇 产品设计篇3

第1章 产品设计基础3

1.1 概述3

1.1.1 产品设计的产生背景3

1.1.2 产品设计的定义与内涵3

1.1.3 产品设计的目的与重要性4

1.2 产品设计过程4

1.2.1 产品设计类型5

1.2.2 产品设计原则5

1.2.3 产品设计过程6

1.3 产品设计任务8

1.3.1 设计任务的依据与步骤8

1.3.2 调查研究8

1.3.3 产品开发可行性分析9

1.3.4 产品设计任务书（设计要求明细表）10

1.4 基于功能的产品方案设计12

1.4.1 方案设计的任务与步骤12

1.4.2 主要设计问题的抽象12

1.4.3 功能结构的建立与分析14

1.5 设计方案的评价26

1.5.1 方案评价的内容27

1.5.2 方案评价的目标27

1.5.3 方案评价的方法29

习题37

参考文献37

第2章 创新设计基础38

2.1 概述38

2.1.1 创新设计的意义38

2.1.2 创新设计的内涵38

2.2 创造力和创造过程39

2.2.1 工程技术人员创造力开发39

2.2.2 创造发明过程分析40

2.3 创新思维的基本方法40

2.3.1 创新思维的基本分类40

2.3.2 创新思维的活动方式41

2.4 创新法则与技法41

2.4.1 创新法则41

2.4.2 创新技法42

2.5 创新成功案例46

习 题47

参考文献47

第二篇 TRIZ理论篇51

第3章 TRIZ理论概述51

3.1 TRIZ理论的定义51

3.1.1 TRIZ：发明问题解决理论51

3.1.2 TRIZ方法论52

3.2 TRIZ理论的思维方式53

3.2.1 发明理论的发明53

3.2.2 创新思维的障碍54

3.2.3 TRIZ理论思想56

3.3 经典TRIZ理论57

3.3.1 经典TRIZ理论的建立57

3.3.2 经典TRIZ理论的结构61

3.4 TRIZ理论的新发展62

3.5 创新案例63

习 题64

参考文献64

第4章 技术系统与资源分析66

4.1 技术系统的基本内容66

4.1.1 技术系统的定义66

4.1.2 技术系统的功能66

4.1.3 技术系统的分析方法67

4.2 技术系统进化法则72

4.2.1 阿奇舒勒与技术系统进化论72

4.2.2 8大技术系统进化法则73

4.2.3 技术系统进化法则的应用78

4.3 TRIZ中解决问题的资源80

4.3.1 资源的概念80

4.3.2 资源的类型80

4.3.3 资源的寻找与利用81

4.4 最终理想解83

4.4.1 TRIZ中的理想化83

4.4.2 理想化的方法与设计84

4.4.3 最终理想解的确定85

习 题86

参考文献87

第5章 问题的解决方法88

5.1 技术系统中的矛盾88

5.1.1 矛盾的定义88

5.1.2 矛盾的类型88

5.1.3 不同矛盾类型间的关系89

5.2 发明原理和矛盾矩阵90

5.2.1 40个发明原理90

5.2.2 39个通用工程参数与矛盾矩阵90

5.2.3 阿奇舒勒矛盾矩阵的使用93

5.2.4 物理矛盾和分离原理94

5.3 物—场分析法97

5.3.1 物—场分析简介97

5.3.2 物—场分析的一般解法99

5.3.3 物—场分析的应用99

5.4 发明问题标准解法100

5.4.1 标准解法的概述100

5.4.2 标准解法的详解101

5.4.3 标准解法的应用116

5.5 发明问题解决算法（ARIZ）118

5.5.1 ARIZ概述118

5.5.2 ARIZ的求解步骤118

5.5.3 发明Meta-算法128

5.6 创新案例130

习 题149

参考文献151

第三篇 设计方法篇155

第6章 优化设计方法155

6.1 优化设计的基本知识155

6.1.1 优化设计发展概述155

6.1.2 优化设计的数学基础156

6.1.3 优化设计的关键技术159

6.1.4 优化设计的基本过程161

6.2 优化设计问题分类162

6.2.1 按照目标函数分类162

6.2.2 按照设计变量分类165

6.2.3 按照约束条件分类170

6.3 优化设计问题的一般求解方法171

6.3.1 满应力法171

6.3.2 最速下降法176

6.3.3 牛顿型方法178

6.3.4 共轭方向法180

6.3.5 惩罚函数法182

6.3.6 随机方向搜索法185

6.3.7 单纯形法187

6.3.8 二次规划法190

6.4 优化设计问题的智能求解方法192

6.4.1 遗传算法192

6.4.2 粒子群优化算法195

6.4.3 蚁群算法197

6.4.4 禁忌搜索算法200

习 题203

参考文献204

第7章 机械动态设计205

7.1 机械动态设计概述205

7.1.1 机械动态设计的意义205

7.1.2 机械动态设计的含义205

7.1.3 机械动态设计的主要内容与关键技术205

7.2 机械结构振动基础206

7.2.1 机械振动的含义与分类206

7.2.2 振动分析的一般步骤208

7.2.3 单自由度系统的振动209

7.2.4 多自由度系统的振动214

7.2.5 非线性系统的振动218

7.3 机械结构动力分析建模方法220

7.3.1 概述220

7.3.2 有限元建模方法221

7.3.3 实验模态分析建模方法226

7.4 机械结构动力修改和动态优化设计235

7.4.1 概述235

7.4.2 结构动力修改的准则236

7.4.3 结构动力修改的动特性预测方法239

7.4.4 结构动力修改的工程应用242

7.5 振动的控制与利用246

7.5.1 概述246

7.5.2 振源抑制246

7.5.3 隔振247

7.5.4 减振249

7.5.5 振动的主动控制252

7.5.6 振动的利用254

习 题256

参考文献257

第8章 绿色设计与评价258

8.1 绿色产品和绿色设计259

8.1.1 绿色产品259

8.1.2 绿色基准产品260

8.1.3 绿色设计技术与市场260

8.2 绿色设计与制造262

8.2.1 绿色设计与传统设计262

8.2.2 绿色设计的定义263

8.2.3 绿色设计评价指标体系266

8.2.4 产品类型和绿色设计决策268

8.3 绿色设计与制造工具270

8.3.1 非软件类工具271

8.3.2 软件类工具275

8.3.3 绿色设计与制造系统集成279

习 题281

参考文献281