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工程设计


作者:
于随然
定价:
40.00 元
版面字数:
420千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2024年
ISBN:
978-7-04-061000-0
物料号:
61000-00
出版时间:
2024-01-22
读者对象:
高等教育
一级分类:
机械/能源类
二级分类:
工业设计专业课
三级分类:
产品设计与开发

本书系统介绍了工程设计领域的基础知识,不仅包括产品开发过程的需求识别、概念设计、实体设计、详细设计等基本知识,还包括防失效设计、可靠性与安全性设计、全生命周期设计、成本评估等关键设计问题的讲解。

本书具有以下特点:系统性,全面讲述了工程设计过程的相关知识以及设计相关的经济性、环境性等问题;基础性,从零起点讲述工程设计的相关知识;实时性,引入了工程设计研究的最新成果,如全生命周期设计与全生命周期成本核算等;实践性,提供了关于康复器械设计的案例。

本书可作为普通高校本科生学习设计知识的教材,也可供相关工程技术人员参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 工程设计概论
        • 1.1 引言
          • 1.2 设计的意义
            • 1.3 设计的分类
              • 1.3.1 按设计对象分类
                • 1.3.2 按创新程度分类
                  • 1.3.3 按研究领域分类
                  • 1.4 工程设计过程
                    • 1.4.1 概念设计
                      • 1.4.2 实体设计
                        • 1.4.3 详细设计
                          • 1.4.4 生产设计
                          • 1.5 设计评价
                            • 1.5.1 功能性能需求的满足
                              • 1.5.2 标准与法规政策的执行
                                • 1.5.3 生命周期综合评价
                                • 1.6 计算机辅助设计
                                  • 1.7 设计的未来展望
                                    • 1.8 总结
                                      • 思考与练习题
                                      • 第2章 问题定义和需求识别
                                        • 2.1 引言
                                          • 2.2 发现客户需求
                                            • 2.2.1 需求初步定位
                                              • 2.2.2 客户需求信息收集
                                                • 2.2.3 客户需求
                                                  • 2.2.4 客户需求分类
                                                  • 2.3 标杆分析和工程特性
                                                    • 2.3.1 既存产品剖析
                                                      • 2.3.2 标杆分析
                                                        • 2.3.3 建立工程特性参数
                                                        • 2.4 质量功能配置
                                                          • 2.4.1 质量屋的结构
                                                            • 2.4.2 质量屋的构建步骤
                                                            • 2.5 产品设计说明书
                                                              • 2.6 总结
                                                                • 思考与练习题
                                                                • 第3章 概念设计
                                                                  • 3.1 引言
                                                                    • 3.2 概念设计
                                                                      • 3.2.1 概念设计的一般流程
                                                                        • 3.2.2 概念设计的基本思维
                                                                        • 3.3 创造性思维方法
                                                                          • 3.4 功能分解与综合
                                                                            • 3.4.1 功能表达
                                                                              • 3.4.2 功能分解
                                                                                • 3.4.3 功能分解案例
                                                                                  • 3.4.4 功能分解与综合的优点和缺点
                                                                                  • 3.5 形态学分析法
                                                                                    • 3.5.1 形态学分析理论
                                                                                      • 3.5.2 形态学矩阵的应用
                                                                                      • 3.6 发明问题解决理论(TRIZ)
                                                                                        • 3.6.1 发明进化法则
                                                                                          • 3.6.2 克服矛盾的创新
                                                                                            • 3.6.3 TRIZ创新原理
                                                                                              • 3.6.4 TRIZ矛盾矩阵
                                                                                                • 3.6.5 TRIZ的优缺点
                                                                                                • 3.7 概念方案选择
                                                                                                  • 3.7.1 决策
                                                                                                    • 3.7.2 评价过程
                                                                                                      • 3.7.3 基于绝对指标的设计选择
                                                                                                      • 3.8 决策矩阵法
                                                                                                        • 3.8.1 Pugh法
                                                                                                          • 3.8.2 加权决策矩阵法
                                                                                                          • 3.9 层次分析法(AHP)
                                                                                                            • 3.10 总结
                                                                                                              • 思考与练习题
                                                                                                              • 第4章 实体设计
                                                                                                                • 4.1 引言
                                                                                                                  • 4.2 实体设计的一般流程
                                                                                                                    • 4.2.1 实体设计的作用
                                                                                                                      • 4.2.2 实体设计的一般过程
                                                                                                                        • 4.2.3 实体设计的基本原则
                                                                                                                        • 4.3 架构设计
                                                                                                                          • 4.3.1 架构设计要素与原则
                                                                                                                            • 4.3.2 集成化与模块化
                                                                                                                              • 4.3.3 产品架构设计的一般过程
                                                                                                                              • 4.4 配置设计
                                                                                                                                • 4.4.1 配置设计功能要求
                                                                                                                                  • 4.4.2 配置设计的要素
                                                                                                                                    • 4.4.3 配置设计的基本原则
                                                                                                                                      • 4.4.4 配置设计的一般流程
                                                                                                                                        • 4.4.5 配置设计案例
                                                                                                                                        • 4.5 参数设计
                                                                                                                                          • 4.5.1 参数设计的要素
                                                                                                                                            • 4.5.2 参数设计的一般过程
                                                                                                                                              • 4.5.3 轴的结构尺寸优化设计案例
                                                                                                                                                • 4.5.4 尺寸与公差
                                                                                                                                                • 4.6 工业设计
                                                                                                                                                  • 4.6.1 人因学设计
                                                                                                                                                    • 4.6.2 面向可维修性的设计
                                                                                                                                                    • 4.7 总结
                                                                                                                                                      • 思考与练习题
                                                                                                                                                      • 第5章 详细设计
                                                                                                                                                        • 5.1 引言
                                                                                                                                                          • 5.2 详细设计的主要任务
                                                                                                                                                            • 5.2.1 工程图样绘制
                                                                                                                                                              • 5.2.2 物料清单制定
                                                                                                                                                                • 5.2.3 原型测试
                                                                                                                                                                  • 5.2.4 技术报告编制
                                                                                                                                                                    • 5.2.5 设计终审
                                                                                                                                                                    • 5.3 工程设计与信息化管理的协同关系
                                                                                                                                                                      • 5.4 总结
                                                                                                                                                                        • 思考与练习题
                                                                                                                                                                        • 第6章 材料选用与防失效设计
                                                                                                                                                                          • 6.1 引言
                                                                                                                                                                            • 6.1.1 材料选用的重要性
                                                                                                                                                                              • 6.1.2 设计与选材之间的关系
                                                                                                                                                                              • 6.2 选材的一般原则
                                                                                                                                                                                • 6.2.1 材料的使用性能原则
                                                                                                                                                                                  • 6.2.2 材料的工艺性能原则
                                                                                                                                                                                    • 6.2.3 材料的经济性能原则
                                                                                                                                                                                      • 6.2.4 材料的环境属性原则
                                                                                                                                                                                      • 6.3 常见材料
                                                                                                                                                                                        • 6.3.1 金属材料
                                                                                                                                                                                          • 6.3.2 无机非金属材料
                                                                                                                                                                                            • 6.3.3 高分子材料
                                                                                                                                                                                              • 6.3.4 复合材料
                                                                                                                                                                                              • 6.4 材料选择的一般步骤
                                                                                                                                                                                                • 6.4.1 分析产品的功能和性能要求
                                                                                                                                                                                                  • 6.4.2 材料初选
                                                                                                                                                                                                    • 6.4.3 材料综合评价
                                                                                                                                                                                                      • 6.4.4 材料制造工艺匹配与试验验证
                                                                                                                                                                                                      • 6.5 典型零件的选材
                                                                                                                                                                                                        • 6.5.1 轴类零件的选材
                                                                                                                                                                                                          • 6.5.2 齿轮类零件的选材
                                                                                                                                                                                                            • 6.5.3 箱体类零件的选材
                                                                                                                                                                                                              • 6.5.4 设计实例
                                                                                                                                                                                                              • 6.6 防失效设计
                                                                                                                                                                                                                • 6.6.1 预防疲劳失效的设计
                                                                                                                                                                                                                  • 6.6.2 耐磨损设计
                                                                                                                                                                                                                    • 6.6.3 预防脆性断裂的设计
                                                                                                                                                                                                                    • 6.7 总结
                                                                                                                                                                                                                      • 思考与练习题
                                                                                                                                                                                                                      • 第7章 质量、可靠性和安全性设计
                                                                                                                                                                                                                        • 7.1 引言
                                                                                                                                                                                                                          • 7.2 质量与质量管理
                                                                                                                                                                                                                            • 7.2.1 质量
                                                                                                                                                                                                                              • 7.2.2 质量管理
                                                                                                                                                                                                                                • 7.2.3 质量控制
                                                                                                                                                                                                                                  • 7.2.4 质量保证
                                                                                                                                                                                                                                    • 7.2.5 质量改进
                                                                                                                                                                                                                                    • 7.3 统计质量控制
                                                                                                                                                                                                                                      • 7.3.1 控制图
                                                                                                                                                                                                                                        • 7.3.2 质量控制图分析
                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4 六西格玛质量管理
                                                                                                                                                                                                                                          • 7.4.1 六西格玛质量管理的统计学原理
                                                                                                                                                                                                                                            • 7.4.2 六西格玛质量计划
                                                                                                                                                                                                                                            • 7.5 田口方法
                                                                                                                                                                                                                                              • 7.5.1 质量损失函数
                                                                                                                                                                                                                                                • 7.5.2 信噪比
                                                                                                                                                                                                                                                • 7.6 可靠性理论
                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.6.1 常用的失效率分布函数
                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.6.2 系统可靠性建模
                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.7 面向可靠性的设计
                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.7.1 影响可靠性的因素
                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.7.2 提高可靠性的设计策略
                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.8 FMEA和FTA
                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.8.1 FMEA概述
                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.8.2 FMEA的发展历史
                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.8.3 失效模式、影响及致命度分析(FMECA)
                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.8.4 故障树分析
                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.9 面向安全性的设计
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.9.1 潜在危险
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.9.2 面向安全性的设计指南
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.9.3 警告标识
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.10 总结
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 思考与练习题
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第8章 全生命周期设计与评估
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1 引言
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2 全生命周期设计的背景
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.3 全生命周期概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.3.1 全生命周期的概念
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.3.2 典型的全生命周期模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.4 全生命周期设计的框架
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.4.1 全生命周期设计的思考方式
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.4.2 全生命周期设计的技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.4.3 全生命周期设计框架
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.4.4 LCA和LCS相结合的结构化评价方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.5 面向X的设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.5.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.5.2 面向制造性的设计(DfM)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.5.3 面向装配和拆解的设计(DfA/D)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.5.4 面向循环的设计(DfR)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.5.5 其他面向X的设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.6 全生命周期评价
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.7 全生命周期仿真
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.7.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.7.2 蒙特卡罗仿真
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.7.3 全生命周期仿真框架
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.8 总结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 思考与练习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第9章 成本评估与设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.1 引言
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.2 产品生命周期成本
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.2.1 工程设计中的生命周期成本评估
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.2.2 产品生命周期成本评估框架
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2.3 产品生命周期成本要素的核算方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2.4 产品生命周期成本评估的基本局限性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.2.5 概念设计阶段的成本评估
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3 产品生命周期成本模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.3.1 不同利益相关方的产品生命周期成本模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.3.2 产品生命周期各阶段的成本模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.4 成本核算
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.4.1 分批法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.4.2 作业成本法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.5 成本设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.5.1 目标成本法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.5.2 价值工程法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.6 总结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 思考与练习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 参考文献