具体描述
内容简介
一本介绍现代设计理论与方法的教材，主要介绍“现代设计”的概念、基本理论和应用技术，内容包括：计算机辅助设计、优化设计、有限元设计、稳健设计、虚拟设计、创新设计、智能设计及其他设计方法（如表面设计、绿色设计、摩擦学设计、动态设计、协同设计、工业设计等）。《现代设计理论与方法》内容丰富，具有系统性、先进性和实用性，并通过工程应用实例，加强读者对相关设计理论的理解与设计方法的掌握与运用。《现代设计理论与方法》取材新颖，内容充实，反映了编著者长期的研究成果和国内外的研究进展，可作为高等学校机械工程类及相关专业高年级本科生的教材，也可作为工程技术人员继续教育的培训教材或研究生的参考书。
目录
第0章 绪论0.1 设计的流程与特点
0.2 设计的重要性
0.3 设计理论与方法论发展简史
0.4 现代设计方法的内涵
0.5 现代设计方法的学习要求
第1章 计算机辅助设计
1.1 计算机辅助设计概述
1.2 CAD基础
1.3 CAD技术的应用领域
1.4 CAD技术的应用实例
习题
第2章 优化设计
2.1 概述
2.2 一维优化方法
2.3 无约束优化方法
2.4 约束优化方法
2.5 多目标优化方法
2.6 工程优化设计应用
习题
第3章 有限元设计
3.1 有限元法的基本思想与工程应用
3.2 弹性力学有限元法的基本理论
3.3 弹性力学有限元的一般方法
3.4 有限元设计分析中的若干问题
3.5 有限元分析软件介绍
习题
第4章 稳健设计
4.1 稳健设计的基本概念
4.2 稳健设计中产品的质量信息及其分析方法
4.3 基于损失模型的稳健设计
4.4 基于响应面模型的稳健设计
4.5 基于容差模型的稳健设计
4.6 基于随机模型的稳健设计
4.7 基于成本一质量模型的混合稳健设计
习题
第5章 虚拟设计
5.1 虚拟设计与虚拟现实技术
5.2 虚拟现实技术的体系结构
5.3 虚拟现实硬件基础
5.4 虚拟设计／制造系统的体系结构
5.5 虚拟设计建模基础
习题
第6章 创新设计
6.1 创新方法与TRIZ
6.2 设计冲突及其消解
6.3 基于TRIZ的创新设计实例
习题
第7章 智能设计
7.1 智能设计概述
7.2 知识处理
7.3 智能设计系统构造方法
习题
第8章 其他设计方法
8.1 表面设计
8.2 绿色设计
8.3 摩擦学设计
8.4 动态设计
8.5 协同设计
8.6 工业设计
习题
参考文献
精彩书摘
CAD在机械制造行业的应用最早，也最为广泛。目前，世界各大航空、航天及汽车等制造业巨头不但广泛采用CAD／CAM技术进行产品设计，而且投入大量的人力、物力及资金进行CAI）／CAM软件的开发，以保持自己在技术上的领先地位和在国际市场上的优势。CAD在建筑方面的应用——计算机辅助建筑设计（CAAD），为建筑设计带来了一场真正的革命。随着CAD软件从最初的二维通用绘图软件发展到如今的三维建筑模型软件，CAD技术已开始被广泛采用。近几年来，每年仅在我国的基本建设项目投资就有几千亿元之多，如果全国近万个大小工程设计单位都采用CAD技术，则可以大大提高基本建设项目的投资效益。
CAD技术还被用于轻纺及服装行业。过去，我国纺织品及服装的花样设计、图案的协调、色彩的变化、图案的分色、描稿及配色等均由人工完成，慢速且低效，而国际市场上对纺织品及服装的要求是批量小、花色多、质量高，交货要迅速，这使得我国纺织产品在国际市场上的竞争力不强。采用CAD技术以后，大大加快了我国纺织及服装企业走向国际市场的步伐。
如今，CAD技术已进人人们的日常生活中，在电影、动画、广告和娱乐等领域大显身手。电影拍摄中利用CAD技术已有十余年的历史，美国好莱坞电影公司主要利用CAD技术构造布景，可以利用虚拟现实的手法设计出人工不可能做出的布景。
前言/序言
“中心藏之，何日忘之”；在新中国成立60周年之际，一时隔“21世纪高等学校机械设计制造及其自动化专业系列教材”出版9年之后，再次为此系列教材写序时，《诗经》中的这两句诗又一次涌上心头，衷心感谢作者们的辛勤写作，感谢多年来读者对这套系列教材的支持与信任，感谢为这套系列教材出版与完善作过努力的所有朋友们。追思世纪交替之际，华中科技大学出版社在众多院士和专家的支持与指导下，根据1998年教育部颁布的新的普通高等学校专业目录，紧密结合“机械类专业人才培养方案体系改革的研究与实践”和“工程制图与机械基础系列课程教学内容和课程体系改革研究与实践”两个重大教学改革成果，约请全国20多所院校数十位长期从事教学和教学改革工作的教师，经多年辛勤劳动编写了“21世纪高等学校机械设计制造及其自动化专业系列教材”。这套系列教材共出版了20多本，涵盖了“机械设计制造及其自动化”专业的所有主要专业基础课程和部分专业方向选修课程，是一套改革力度比较大的教材，集中反映了华中科技大学和国内众多兄弟院校在改革机械工程类人才培养模式和课程内容体系方面所取得的成果。
这套系列教材出版发行9年来，已被全国数百所院校采用，受到了教师和学生的广泛欢迎。目前，已有13本列入普通高等教育“十一五”国家级规划教材，多本获国家级、省部级奖励。其中的一些教材（如《机械工程控制基础》《机电传动控制》《机械制造技术基础》等）已成为同类教材的佼佼者。更难得的是，“21世纪高等学校机械设计制造及其自动化专业系列教材”也已成为一个著名的丛书品牌。
用户评价
这本书给我最直接的感受是“内容的深度”与“视野的广阔”。封面设计采用了富有空间感的抽象图案，搭配略显硬朗的字体，给人一种探索未知、挑战极限的联想。我目前正致力于研究“创新设计方法论”在实际产品开发中的落地应用，希望能在这本书中找到更系统的理论指导和更丰富的实践案例。我尤其期待书中能够深入剖片“TRIZ理论”在机械设计中的具体应用，例如如何运用其发明原理、发明思想和问题解决工具，来激发新的设计灵感，突破技术瓶颈。同时，我也希望书中能够探讨“模糊设计”和“混沌设计”等前沿的创新理念，看看它们如何为解决复杂、不确定性强的设计问题提供新的视角和方法。此外，书中关于“集成化仿真与优化的多学科耦合”的章节，也引起了我的高度关注。在现代复杂机械系统的设计中，往往需要考虑多个学科领域的相互影响，例如力学、热学、流体、电磁等。我希望书中能够介绍如何有效地进行多学科的仿真分析和集成优化，以获得更全面、更准确的设计结果。我对书中关于“知识图谱在设计知识管理与复用中的应用”也十分好奇。我希望书中能够阐述如何构建和利用知识图谱，来组织、检索和关联设计知识，从而提高设计效率，促进知识的传承和创新。书中关于“设计伦理与社会责任”的探讨，也让我眼前一亮，因为这往往是技术讨论中容易被忽视但又至关重要的一环。
评分拿到这本书，首先吸引我的是它所传达出的“前沿性”和“系统性”。作为一名对机械设计制造及其自动化专业充满热情的大二学生，我渴望能够接触到行业内最新的理论和最实用的方法。书本的封面设计，简洁明了，用色大胆，似乎在暗示着即将开启一段探索现代设计奥秘的旅程。我最感兴趣的是书中关于“人工智能在设计中的应用”这一部分。我一直对AI技术在各行各业的赋能感到惊叹，希望这本书能够揭示AI如何改变机械设计的传统模式，例如如何通过机器学习来优化设计参数，如何利用AI辅助进行故障预测和产品维护，甚至是如何通过AI生成全新的设计方案。这对我而言，无疑是打开了一扇通往未来设计世界的大门。此外，书中对于“物联网与智能制造”的结合，我也抱有极大的期待。随着物联网技术的飞速发展，机械产品正变得越来越智能化、互联化。我希望能了解如何在设计阶段就考虑到产品的联网能力、数据交互以及与云平台的集成，从而实现更高效的生产、更智能化的管理和更贴心的用户服务。书中对于“集成化设计”的阐述，也引起了我的注意。现代机械产品往往集成了机械、电子、信息等多种技术，如何将这些不同领域的知识融会贯通，进行一体化设计，是我在学习过程中遇到的一个挑战。我希望这本书能够提供一些有效的集成化设计方法和工具，帮助我构建更全面的设计思维。我对书中关于“虚拟现实与增强现实在设计中的应用”的讨论也十分好奇。VR/AR技术在产品原型展示、装配模拟、培训教学等方面具有巨大的潜力，我希望书中能够介绍相关的应用案例和技术手段，让我能够更直观地理解和学习设计过程。
评分这本书给我的整体感觉是“专业且实用”。封面设计采用了现代感十足的渐变色，搭配简洁的标题字体，给人一种活力四射、与时俱进的印象。我目前正在从事产品研发工作，最关注的是书中关于“面向服务的机械设计（Service-Oriented Mechanical Design）”的探讨。我希望书中能够详细阐述如何将机械产品设计从传统的“产品销售”模式转向“服务提供”模式，例如如何通过嵌入传感器、数据分析和云平台，为客户提供远程监控、预测性维护、性能优化等增值服务，从而实现新的商业价值。同时，我也对书中关于“设计知识管理与复用体系的构建”抱有极大的兴趣。我希望书中能够提供一些构建有效设计知识库、知识检索和知识推荐系统的具体方法和技术，以帮助团队更好地积累、共享和利用设计经验，避免重复劳动，加速创新。此外，书中关于“数字化设计与物理世界映射（Digital-Physical Mapping）”的章节，也引起了我的高度关注。我希望书中能够介绍如何利用先进的传感器技术、通信技术和数据处理技术，实现物理世界的实时数据与数字设计模型的同步，从而为设计优化、性能评估和状态监控提供更准确、更及时的信息。我对书中关于“跨领域知识融合与设计创新”的讨论也十分好奇，因为它能为解决复杂设计问题提供全新的思路。
评分这本书的封面设计就透露出一种严谨又不失前沿的气息，墨绿色的底色搭配白色的立体字体，字体的棱角分明，仿佛在诉说着机械设计的精密与力量，又在背景中隐约可见的抽象几何图形，则暗示着书中蕴含的现代设计理念。拿到手中，纸张的质感也很不错，厚实而有韧性，翻阅时没有廉价的纸张特有的刺鼻气味，这让我对接下来的阅读充满了期待。我主要关注的是书中关于“创新设计”的部分，毕竟在当前这个技术飞速发展的时代，仅仅掌握传统的设计方法是远远不够的，如何在设计中融入新的想法，如何突破思维定势，这些都是我一直以来非常感兴趣且亟待提升的方面。书中对于“仿生设计”的案例分析，我尤其期待，因为我一直觉得大自然是最好的设计师，学习如何从自然界汲取灵感，将其巧妙地运用到机械产品的设计中，这不仅能带来意想不到的创新，还能让产品更具生命力和可持续性。此外，书中关于“人机工程学”在机械设计中的应用，也是我非常看重的一个环节，毕竟一个好的产品不仅要有强大的功能，还要易于使用，能够与使用者形成良好的互动，提升用户体验。我希望这本书能够提供一些具体的指导和方法，帮助我更好地理解和实践这些理念，而不是流于表面。尤其是在“参数化设计”和“数字化设计”方面，我希望能看到一些具体的软件应用案例和操作流程的讲解，因为理论知识固然重要，但实际操作能力同样不可或缺。我期待书中能够提供一些能够激发我思考和实践的案例，让我能够将书中的理论知识与实际工作相结合，真正实现设计上的突破。
评分这本书给我最深刻的印象是它那股“学院派”的严谨气质，但又不乏“工业界”的实操性。书脊上的文字清晰可辨，封面则采用了深邃的蓝色，搭配富有科技感的银色线条，整体给人一种专业、可靠的感觉。我正在攻读机械设计制造及其自动化的研究生，对于“设计优化”这一主题尤为关注，尤其希望能在这本书中找到关于“多目标优化”的深入探讨。如何在满足强度、刚度、重量、成本等多个相互冲突的目标之间找到最佳平衡点，这是一个复杂但至关重要的设计课题。我期待书中能够提供一些数学模型、算法和求解策略，帮助我解决实际设计中的优化难题。另外，书中关于“可靠性设计”的章节，也深深吸引了我。在保证产品性能的同时，如何使其在恶劣环境下也能稳定运行，如何延长产品的使用寿命，降低故障率，这些都是衡量一个设计是否优秀的重要标准。我希望书中能够提供一些量化的评估方法和设计手段，例如故障模式与影响分析（FMEA）、失效模式与影响及危害性分析（FMECA）等，并结合实例进行讲解。我对书中关于“模块化设计与标准化设计”的阐述也抱有极大的兴趣。这种设计理念能够显著提高产品的可维护性、可升级性和生产效率。我希望书中能够详细介绍模块化设计的基本原则，如何进行模块划分，以及如何有效地应用标准化元件，从而加速新产品的开发进程。书中关于“敏捷设计”的理念，也引起了我的注意。在快速变化的市场需求下，如何快速响应，灵活调整设计方案，以适应不断变化的需求，这对于当前的设计师来说至关重要。我希望书中能够提供一些敏捷设计的方法和实践经验，帮助我们更好地应对市场挑战。
评分这本书给我最深刻的印象是它“传递的价值感”，仿佛是一本精心打磨的“设计宝典”。封面设计相对低调，采用了经典的暗色调，配以烫金的书名，显得沉稳而有分量。我最近在关注“工业4.0背景下的智能设计”这一主题，希望这本书能够提供一些前沿的理论和方法论。我期待书中能够深入讲解“互联制造”和“服务化设计”如何重塑机械产品的设计理念和流程，例如如何将产品设计与生产过程、售后服务紧密结合，如何通过数据驱动来优化产品性能和用户体验。同时，我也对书中关于“工业互联网与设计协同”的论述抱有浓厚的兴趣。我希望了解如何利用工业互联网平台，实现设计、制造、供应链等环节的无缝连接和信息共享，从而提升整体的运营效率和响应速度。此外，书中关于“人因工程学在复杂机械系统设计中的应用”的章节，也引起了我的高度关注。在设计大型、复杂的机械设备时，如何确保操作人员的安全、舒适和高效，是至关重要的问题。我希望书中能够提供一些系统的设计方法和评估工具，帮助我更好地理解和应用人因工程学原理。我对书中关于“设计可视化与交互式建模”的应用也十分好奇，因为它能极大地提升设计的沟通效率和理解深度。
评分这本书给我的第一印象是“内容全面”且“逻辑清晰”。封面上的字体选择了一种具有现代感的无衬线体，整体色调偏向科技蓝，传递出一种专业、严谨又不失活力的气息。我最近正在研究“新材料在机械设计中的应用”，对这部分内容尤为期待。我希望书中能够介绍一些当前机械设计领域常用的先进材料，例如高性能合金、复合材料、智能材料等，并深入分析它们在不同机械部件中的应用优势、设计考量以及加工制造方面的挑战。此外，书中关于“绿色设计与生态制造”的讨论，也引起了我的高度关注。在追求产品性能的同时，如何最大程度地降低对环境的影响，如何实现资源的循环利用，这已经成为衡量一个企业社会责任感和竞争力的重要指标。我希望书中能够提供一些具体的绿色设计原则、评估方法和案例，指导我们设计出更符合可持续发展理念的产品。我对书中关于“数字化孪生（Digital Twin）在机械设计中的应用”也十分好奇。这种技术能够实现物理世界与数字世界的实时映射和互动，我希望能了解如何在设计阶段就构建数字化孪生，并利用它进行性能仿真、故障预测和优化迭代。书中关于“个性化定制与柔性制造”的连接，也让我眼前一亮。在消费升级的趋势下，如何满足消费者日益增长的个性化需求，如何通过柔性化的生产方式实现高效、低成本的定制化生产，这对于现代机械制造企业来说是一个重要的转型方向。我希望书中能够介绍一些实现个性化定制的策略和技术手段，并探讨其在机械设计中的具体体现。
评分我是一位在机械设计领域摸爬滚打多年的工程师，阅书无数，对于“现代设计理论与方法”这样的书名，我通常会保持一份审慎的期待。这本书的外观朴实无华，没有过于花哨的装帧，封面的字体也选择了相对稳重、经典的衬线体，这让我觉得内容会更加扎实，更注重学术的严谨性。翻开书页，扑面而来的不是晦涩难懂的术语堆砌，而是清晰的逻辑脉络和循序渐进的讲解。我特别关注的是书中关于“设计思维”的部分，我认为这是创新设计的灵魂所在。作者是如何将抽象的“设计思维”具象化，并将其融入到机械设计的具体流程中的？是否提供了切实可行的步骤和工具？我希望书中能够解答我的疑惑。在“数字化设计”这一章节，我非常期待书中能够深入探讨当前主流的CAD/CAM/CAE软件在现代设计流程中的整合应用，例如如何利用参数化建模实现设计的快速迭代，如何通过仿真分析优化产品性能，以及如何将这些技术与3D打印等增材制造技术相结合，实现更高效、更灵活的产品开发。另外，我对书中关于“用户体验设计”在机械产品中的应用也颇感兴趣。在过去，机械设计往往更侧重于功能和性能的实现，而忽略了用户在使用过程中的感受。我希望这本书能够提供一些前沿的理论和方法，指导我们如何在机械设计中更好地融入人性化考量，提升产品的易用性、舒适性和情感化体验。书中对“可持续设计”的论述，也引起了我的注意。在日益严峻的环境挑战下，如何在产品生命周期的各个环节（从原材料的选择到产品的废弃处理）最大程度地减少对环境的影响，这是一个至关重要的问题。我希望书中能够提供一些创新的解决方案和案例，帮助我们设计出更环保、更具社会责任感的产品。
评分这本书的装帧设计十分“精致”，从封面到内页，都透露出一种精心打磨的专业态度。封面的字体选用了一种带有艺术感的衬线体，底色是经典的黑白配，简洁却不失质感。我最近一直在思考“工业大数据与智能设计”的结合，希望能在这本书中找到一些启发。我期待书中能够深入探讨如何收集、分析和利用海量的工业生产和设计数据，从而驱动更智能、更高效的设计过程。例如，如何通过数据挖掘来识别设计中的潜在问题，如何利用机器学习模型来预测产品性能，以及如何构建基于大数据的设计知识库。此外，书中关于“人机交互设计在机械产品中的深化应用”的章节，也让我倍感兴趣。我希望能了解除了传统的功能性交互之外，如何通过更精细化的用户研究，将情感化设计、沉浸式体验等理念融入到机械产品的交互设计中，从而提升用户的使用愉悦感和忠诚度。我对书中关于“故障诊断与预测性维护的设计策略”也抱有浓厚的兴趣。我希望书中能够提供一些在设计阶段就考虑产品可靠性和可维护性的方法，例如如何通过传感器集成、数据采集和算法分析，实现对产品早期故障的预测和预警，从而降低维护成本，提高设备可用性。书中关于“设计评审与验证的现代化方法”，也引起了我的注意。我希望书中能够介绍一些先进的设计评审流程和验证技术，例如基于模型的评审（MbR）、虚拟评审等，以提高设计评审的效率和准确性。
评分初次翻阅这本书，一股“理论与实践并重”的扎实感扑面而来。封面设计简约大气，采用了沉稳的灰色调，配以清晰的书名，没有多余的装饰，让我觉得内容会更加聚焦于核心知识。作为一名即将步入职场的机械设计工程师，我最关注的是书中关于“产品生命周期管理（PLM）”的讲解。我深知，一个成功的产品不仅仅是设计阶段的完工，更需要贯穿其整个生命周期的有效管理。我希望书中能够详细介绍PLM的核心理念，如何在设计阶段就为后续的生产、销售、服务、报废等环节打下基础，并提供一些切实可行的PLM系统应用策略。此外，书中关于“知识工程与设计决策支持系统”的论述，也引起了我的浓厚兴趣。在复杂的机械设计过程中，如何有效地组织、管理和利用设计知识，如何构建智能化的决策支持系统，帮助设计师做出更优的选择，这是一个非常前沿且具有挑战性的课题。我期待书中能够提供一些理论框架和技术方法，让我能够窥见未来设计工作的新模式。我对书中关于“开放式创新与协同设计”的探讨也颇感兴趣。在信息共享日益便捷的今天，如何通过开放合作，整合外部资源，实现更高效、更具创造性的设计，是一个值得深入研究的方向。我希望书中能够介绍一些开放式创新的实践案例，以及如何在跨部门、跨企业的协同设计中建立有效的沟通和协作机制。书中关于“设计本体论与语义化设计”的讲解，也让我眼前一亮。我希望这本书能够为我提供一个更深层次的理解，如何通过概念模型和语义表达，使设计信息更具通用性和可理解性，从而促进设计知识的传播和复用。
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