本书结合作者多年的教学与科研经验，介绍了现代设计技术的主要内容，包括优化设计、有限单元法、可靠性设计等相对成熟的现代设计技术和虚拟设计、模糊设计、人工神经网络、绿色设计、并行设计、反求工程技术等现代设计技术的前沿。本书将现代设计基础理论、现代设计工具软件及工程应用实例密切结合，通过工具软件及工程应用实例使读者掌握现代设计技术的实质内容及工程应用技巧。

本书可供从事工程机械、建筑机械、矿山机械及起重运输机械等科学研究及产品设计开发的工程技术人员、管理人员及理工科院校有关专业的高年级本科生、研究生和教师使用。

本书介绍了现代设计技术的主要内容，包括优化设计、有限单元法、可靠性设计等相对成熟的现代设计技术和虚拟设计、模糊设计、人工神经网络、绿色设计、并行设计、反求工程技术等现代设计技术的前沿。本书将现代设计基础理论、现代设计工具软件及工程应用实例密切结合，通过工具软件及工程应用实例使读者掌握现代设计技术的实质内容及工程应用技巧。实用性强。

本书可供从事工程机械、建筑机械、矿山机械及起重运输机械等科学研究及产品设计开发的工程技术人员、管理人员及理工科院校有关专业的高年级本科生、研究生和教师使用。

第1章概论1

11现代设计概述1

12现代设计技术的范畴3

13现代设计技术特点3

14学习现代设计技术的意义6

第2章优化设计7

21优化设计的基本概念7

22基于导数的优化算法10

221梯度法10

222牛顿法12

223共轭梯度法14

23非导数优化算法16

231随机方向法16

232复合形法17

233遗传算法20

234模拟退火算法24

24优化设计工具软件28

241MATLAB概述28

242MATLAB优化工具箱31

243典型优化函数32

25优化设计实例35

251钢球磨煤机工作参数的优化设计35

252提高开式齿轮传动寿命的优化设计38

第3章有限单元法42

31有限单元法分析的基本步骤42

32一维问题的有限单元法44

33平面问题的有限单元法47

34空间问题的有限单元法58

35有限元分析计算机程序61

36实例分析67

361球磨机回转体有限元分析67

362装载机倾翻保护结构有限元分析71

第4章可靠性设计75

41可靠性设计的基本概念76

411可靠度与失效概率76

412失效率76

413平均寿命78

414可靠寿命78

415维修度等有关尺度79

416有效度79

417重要度80

418经济指标80

42零件的可靠性设计80

421零件机械强度可靠性设计80

422零件疲劳强度可靠性设计85

43系统可靠性设计90

431串联系统可靠性91

432并联系统可靠性91

433串并联系统的可靠性92

434表决系统的可靠性92

435贮备系统的可靠性预测93

436复杂系统的可靠性93

437系统的可靠性分配96

44可靠性设计实例98

441齿轮传动的可靠性设计98

442转轴可靠度的计算101

443系统可靠度的计算102

第5章虚拟设计104

51虚拟设计的基本概念104

511虚拟现实104

512虚拟设计的特点105

513虚拟设计的发展趋势107

52虚拟设计的关键技术107

521建模技术108

522基于知识的虚拟设计116

53虚拟设计软件119

54虚拟设计实例124

第6章模糊设计128

61模糊集合与隶属函数128

611模糊集合128

612隶属函数132

62模糊优化设计137

621基本概念137

622对称模糊优化设计140

63模糊可靠性设计144

631模糊可靠性设计的基本概念144

632机械零件的耐磨性模糊可靠度147

633结构断裂模糊失效概率149

634机械系统可靠性指标的模糊决策与分配151

64模糊设计实例155

第7章人工神经网络161

71人工神经网络的基本原理162

72神经元模型163

73静态多层前向网络169

74基于MATLAB的神经网络的设计175

741感知器神经网络的设计175

742线性神经网络的设计181

743BP神经网络的设计186

75人工神经网络在工程实际中的应用189

751特征识别189

752油气悬挂缸的神经网络模型193

第8章绿色设计197

81绿色设计概述197

811绿色设计的基本概念197

812绿色设计发展历程与未来趋势198

82绿色设计的内容与方法200

821绿色设计的内容200

822绿色设计的方法202

823绿色设计的关键技术202

824绿色设计工具及绿色设计的原则204

第9章并行设计206

91并行设计的基本概念206

92并行设计的关键技术207

921并行设计的建模与仿真207

922多功能团队的协同工作210

923产品数据交换技术215

924产品数据管理(PDM)217

925面向应用领域的设计评价技术(DFX)219

第10章反求工程技术223

101反求工程的基本概念223

102反求工程技术的相关内容225

1021反求工程的设计程序225

1022反求工程技术的研究内容225

1023反求设计对象类型227

参考文献231