高等学校机械专业系列教材 现代机械设计方法
作者： 周金宇 等编著
出版时间： 2018年版
内容简介
现代设计方法已经广泛应用于机械类产品设计与开发。本书面向产品性能与质量提升，介绍了机械产品设计中已较为成熟的三种现代设计理论与方法。全书内容包括优化设计、有限元法、可靠性设计、综合应用等四部分，前三部分阐述相关理论方法的基本概念、简明原理、常用步骤和算法流程，第四部分重点分析了综合应用相关理论方法解决实际工程问题的典型案例。本书注重基础、面向应用、深入浅出、理例（原理与实例）结合、图文并茂，易于自学和拓展。
本书可作为高等院校机械工程类专业高年级本科生及研究生的教材或参考书，也可供其他相关专业师生及工程技术人员自学参考。
目录
绪论
第一篇 优化设计
第1章 优化问题及其数学表达
1.1 优化设计的数学模型
1.1.1 一个简单的优化设计案例
1.1.2 设计变量
1.1.3 目标函数
1.1.4 约束条件
1.1.5 优化设计数学模型的标准式
1.2 优化设计的数学基础
1.2.1 目标函数的梯度与最速下降方向
1.2.2 多元函数的泰勒展开
1.2.3 二次型函数
1.3 优化问题的极值条件
1.3.1 无约束优化问题的极值条件
1.3.2 约束优化问题的极值条件
1.4 优化设计的数值解法
1.4.1 迭代法的基本思想
1.4.2 迭代过程的终止准则
第2章 一维优化方法
2.1 搜索区间的几何特征
2.2 搜索区间的确定
2.3 搜索区间的缩短
2.4 一维搜索的试探法
2.5 一维搜索的插值法
2.5.1 切线法
2.5.2 抛物线法
第3章 多维无约束优化
3.1 坐标轮换法
3.2 共轭方向法
3.2.1 概述
3.2.2 共轭向量的基本概念一
3.2.3 共轭方向的构造原理
3.2.4 共轭方向法的搜索过程
3.3 鲍威尔(Powell)法
3.3.1 共轭方向法存在的问题
3.3.2 鲍威尔修正算法
3.3.3 鲍威尔法的迭代步骤
3.3.4 鲍威尔法的MATLAB实现
3.4 最速下降法
3.5 牛顿法
3.5.1 牛顿法的基本原理
3.5.2 广义牛顿法
3.6 变尺度法
3.6.1 变尺度法的基本原理
3.6.2 变尺度矩阵的构建
3.6.3 变尺度法的迭代步骤
3.6.4 变尺度法的MATLAB实现
第4章 多维约束优化
4.1 随机方向法
4.1.1 随机方向法的基本原理
4.1.2 初始点的选择
4.1.3 可行搜索方向的产生
4.1.4 随机方向法的迭代步骤
4.2 惩罚函数法
4.2.1 内点惩罚函数法
4.2.2 外点惩罚函数法
4.3 MATLAB工具箱fmineon函数
第5章 机械优化设计要点
5.1 机械优化设计的一般步骤
5.2 数学建模的基本原则
5.2.1 设计变量的选择
第二篇 有限元法
第三篇 可靠性设计
第四篇 综合应用
参考文献
