课程概述

课程体系/类别：专项能力课程/ 限选课程

学时/学分：48/3

先修课程：机械制图、机械设计、UG、高等数学、工程数学、互换性与测量技术、液压与气压传动、车工实训、机械加工轮换工种实训。

适用专业：机械工程、机械设计。

1.使学生从理论上掌握优化设计法、有限元方法的分析思路、计算机辅助设计的原理、系统可靠性设计及系统可靠性优化，并能运用所学知识分析及解决实际生产中的技术问题。如使用优化设计法能将工程实际问题转化成有约束的优化问题，通过选择合适的优化求解方法，求得系统最优解。

2.初步掌握现代机械设计方法的理念，能用现代设计方法来进行机械系统方案的设计、评价及优化。

3．对现代设计方法的发展成就和发展趋势有初步了解。


证书要求

平时习题课成绩50%

期末考试成绩50%

预备知识

机械制图、机械设计、高等数学


授课大纲


课时

  • 第一章 绪论引言


  • （1）传统设计和现代设计的差异；


  • （2）现代设计的范畴及典型案例


  • （3）课程学习内容及学习方法。


  • 第二章 创造性设计方法


  • （1）创造力及创造过程；


  • （2）创造性思维。


  • （3）创造技法


  • 第三章系统分析设计方法


  • （1）系统技术的组合及处理对象；


  • （2）系统分析设计方法


  • （3）价值分析；


  • （4）成本估算法。


  • （5）设计方案的评价


  • 第四章 机械可靠性设计


  • （1）可靠性的概念及指标；


  • （2）可靠性设计方法举例。


  • （3）系统的可靠性设计；


  • （4）系统的可靠性优化；


  • （5）失效分析方法；


  • （6）维修度和有效度。


  • 第五章 有限元分析方法


  • （1）有限元分析方法的基本概念；


  • （2）有限元中单元特性的导出方法；


  • （3）有限元的解题步骤；


  • （4）结构分析的有限元法；


  • （4）结构动力学问题的有限元方法


  • （5）有限元法的前后置处理


  • （6）常用有限元软件的介绍


  • 第六章 优化设计方法


  • （1）优化设计概述


  • （2）无约束的问题解法：一维搜索法，黄金分割法


  • （3）最速下降法，牛顿性方法


  • （4）共轭梯度法，变尺度法


  • （5）坐标轮换法 ，鲍威尔法  ，单形替换法


  • （6）有约束的问题解法：随机方向法，复合形法，可行方向法，惩罚函数法，二次规划法


  • 第七章 其他方法介绍


  • （1）Triz法


  • （2）动态分析设计法


  • （3）计算机辅助设计