本书从产品的结构性能出发，首先介绍现代机械动态优化设计的意义和种类，讨论动态优化设计的目标、主要内容与方法，接着介绍动态优化设计方法的若干理论基础：线性与非线性振动、线性与非线性动力有限元、多体系统动力学、产品优化设计方法及机器零部件可靠性与系统可靠性设计，进而叙述传统的与深层次的动态优化设计方法，最后列出了动态优化设计方法在典型机械中的具体应用。

本书是对“基于系统工程的产品综合设计理论与方法”进行系统叙述的六部系列著作中的第三部。该系列著作分别是：①产品全功能与全性能的综合设计；②产品的主辅功能及功能优化设计；③产品的结构性能及动态优化设计；④产品的使用性能及智能优化设计；⑤产品的制造性能及可视优化设计；⑥机械产品设计质量的检验与评估。

本书总结了作者所在科研团队长期从事机械产品研究、设计和开发的科学研究工作所取得的实际成果，也吸取了国内外学者在该领域的一些主要研究结果。

本书从产品的结构性能出发，首先介绍现代机械动态优化设计的意义和种类，讨论动态优化设计的目标、主要内容与方法，接着介绍动态优化设计方法的若干理论基础：线性与非线性振动、线性与非线性动力有限元、多体系统动力学、产品优化设计方法及机器零部件可靠性与系统可靠性设计，进而叙述传统的与深层次的动态优化设计方法，最后列出了动态优化设计方法在典型机械中的具体应用。

本书可作为工程专业的研究生和高年级本科生阅读，也可作为科研院所从事产品研究与设计及企业部门的工程技术人员的参考书。

前言

第1章 概论

 1.1 动态优化设计的概念及研究的意义

 1.2 动态优化设计的发展

 1.3 传统的与深层次的动态优化设计的特点

 1.4 动态优化设计的若干理论基础

 1.5 结语

第2章 产品动态优化设计的目标、内容与方法

 2.1 概述

 2.2 动态优化设计的广义目标与具体目标

 2.3 产品动态优化设计的具体内容

 2.4 动态优化设计的方法

 2.5 产品动态优化设计的主要步骤

 2.6 动态优化设计的目标、内容与方法的关联方程式

 2.7 动态优化设计对产品设计质量的影响

 2.8 结语

第3章 线性与非线性振动设计

 3.1 概述

 3.2 单自由度线性系统的振动

 3.3 二自由度线性系统的振动

 3.4 多自由度线性系统的振动

 3.5 单自由度非线性系统的振动

 3.6 弱非线性多自由度振动系统的渐近法

 3.7 慢变参数系统的渐近法

 3.8 非线性振动系统的分岔与混沌

 3.9 非线性振动系统的设计计算实例

 3.10 结语

第4章 线性与非线性动力有限元法

 4.1 概述

 4.2 弹性力学理论基础

 4.3 平面三角形单元的有限元法

 4.4 机械结构的动力有限元法

 4.5 利用有限元求解机械结构的固有特性

 4.6 机械结构的动态响应分析

 4.7 非线性动力有限元法

 4.8 结语

第5章 线性与非线性多体系统动力学

 5.1 多刚体系统的运动表示方法

 5.2 多刚体系统的运动学分析

 5.3 多刚体系统的动力学分析

 5.4 多刚体系统动力学的微分代数方程分析

 5.5 柔性多体系统的动力学分析

 5.6 多体系统动力学仿真举例

 5.7 结语

第6章 优化设计方法

 6.1 概述

 6.2 优化方法的数学基础

 6.3 无约束优化方法

 6.4 有约束优化方法

 6.5 多目标函数的优化方法

 6.6 应用举例

 6.7 结语

第7章 可靠性设计

 7.1 概述

 7.2 可靠性设计常用的分布函数

 7.3 零件可靠性设计

 7.4 系统可靠性设计

 7.5 随机参数非线性系统的可靠性和可靠性灵敏度分析

 7.6 故障转子系统的可靠性和可靠性灵敏度分析

 7.7 结语

第8章 以线性理论为基础的传统动态优化设计

 8.1 概述

 8.2 传统的动态优化设计的目标与特点

 8.3 传统的动态优化设计的内容与方法

 8.4 传统的动态优化设计的步骤

 8.5 传统的动态优化设计举例

 8.6 结语

第9章 以非线性理论为基础的深层次动态优化设计

 9.1 概述

 9.2 深层次的动态优化设计的目标和特点

 9.3 深层次动态优化设计的内涵

 9.4 深层次动态优化设计的步骤和方法

 9.5 深层次动态优化设计应用举例

 9.6 结语

第10章 一般机械动态优化设计举例

 10.1 概述

 10.2 单斗挖掘机的结构与工作原理

 10.3 单斗液压挖掘机的动态优化设计

 10.4 结语

第11章 振动机械动态优化设计举例

 11.1 概述

 11.2 新型振动沉拔桩振动机构的选取

 11.3 隔振系统设计

 11.4 振动沉拔桩机振动系统的动力学方程

 11.5 振动沉拔桩机系统数学模型及其动力学特性

 11.6 振动沉拔桩机慢变参数系统的动力学特性

 11.7 结语

第12章 旋转机械轴系振动设计计算举例

 12.1 概述

 12.2 有限元方程的建立及方程求解

 12.3 转子轴系的扭转振动分析

 12.4 转子轴系的弯曲振动分析

 12.5 转子轴系弯扭组合振动分析

 12.6 裂纹故障对转子系统固有特性的影响

 12.7 转子系统的响应分析

 12.8 结语

参考文献