《机电系统性能分析技术》内容包括机电系统性能分析概述、机电系统优化设计的理论基础、机电系统优化设计中常用的优化方法、机电系统优化设计实例及MATLAB优化工具箱介绍、液压系统的优化设计、弹性力学基础理论、有限元法理论基础、ANSYS分析基础、注塑机合模系统有限元分析。本门教材主要突出有限元仿真与优化设计及分析，面向对象主要为机械类学生和机械行业从业人员。
前言优化设计是一种现代设计方法，其基本思想是：根据一般的设计理论、设计方法，遵循设计规范和国家标准等，把工程设计问题按实际需要转化成数学模型，然后应用优化技术和计算机技术从众多可用设计方案中找出最优的设计方案或尽可能完善的设计结果。
有限元法是计算机诞生以来，在计算数学、计算力学和计算工程科学领域内诞生的最有效的计算方法。
目前，有关优化设计和有限元分析的优秀教材有许多，但一般讲授起点比较高，尤其是有限元分析应用，大多数需要读者按照有限元原理编写程序，使读者很难在短时间内掌握有限元分析方法。本书从实际工程应用出发，按照从理论到实践的原则将两者有机地结合。前面几章系统地介绍了机械优化设计的理论和方法，为了进一步提高大家对机械优化设计的认识，通过大量的案例来说明解决一个工程实际问题的一般步骤和方法，并介绍了在机械优化设计中应用比较广泛的MATLAB优化工具箱，列举了优化工具箱中几种最常用的优化函数的编程方法及应用场合。后面几章重点介绍了分析软件ANSYS的应用，以一些浅显易懂的问题为例，简明扼要地讲述了相关问题的理论基础，然后，再结合具体的工程应用实例，以循序渐进的方式，通过利用分析软件ANSYS进行分析，加深对有限元原理的理解，并掌握ANSYS的分析过程，使读者很容易掌握优化设计与有限元应用。
有限元仿真与优化分析在机械及机电系统中的应用，显著提高了产品的设计性能，缩短了设计周期，极大地增强了产品的市场竞争能力，取得了较明显的技术和经济效果，越来越受到工程技术人员的重视。
前言
绪论
第1章机电系统性能分析概述
11机电系统优化设计概述
111优化设计问题的引例
112优化设计的数学模型
113优化设计问题的分类
114优化设计的一般步骤
115常用的优化方法及其特点
12机电系统有限元法分析概述
121有限元法引例
122有限元法的计算步骤
第2章机电系统优化设计的理论
基础
21函数的某些基本概念及性质
211函数的等值面(线)
212函数的方向导数与梯度
213函数的泰勒展开式
214函数的凸性
22无约束优化问题的极值条件
23有约束优化问题的极值条件
24优化问题的数值计算迭代法
241数值计算迭代法的基本思想及其
格式
242迭代计算的终止准则
第3章机电系统优化设计中常用的优化
方法
31一维搜索的优化方法
311概述
312搜索区间的确定
313黄金分割法
314二次插值法
32无约束优化方法
321坐标轮换法
322鲍威尔法
323梯度法
324牛顿法
325变尺度法
33线性规划问题优化方法
331线性规划的标准形式与基本
性质
332单纯形法
34约束优化方法
341随机方向搜索法
342复合形法
343惩罚函数法
35多目标及离散变量优化方法
351多目标优化概述
352统一目标函数法
353离散变量优化问题
第4章机电系统优化设计实例及
MATLAB优化工具箱介绍
41汽车转向梯形的优化设计
42螺栓组联接的优化设计
43圆柱齿轮减速器的优化设计
44注塑机合模系统的优化设计
45起重机工作机构的优化设计
46MATLAB优化工具箱
461MATLAB介绍
462MATLAB的优化工具箱
463线性规划问题
464非线性规划问题
465其他问题介绍
第5章液压系统的建模与仿真
51液压系统计算机仿真的重要性
52计算机仿真的基本概念
53系统数学模型的建立
54系统模型的求解
55四阶龙格-库塔法
56液压系统仿真实例
57运用MATLAB编写程序求解
58运用Simulink搭建仿真模型求解
581Simulink的功能
582Simulink的特点
583基于Simulink 建模方法
第6章弹性力学基础理论
61引言
62弹簧系统的刚度矩阵
621单个弹簧系统的分解与合成
622组合弹簧的刚度矩阵
623方程求解（约束条件的引入）
624实例分析
63杆系结构的有限元法简介
631离散化
632单元分析
633整体分析
634支撑条件的引入
64弹性力学的基本知识
641材料力学与弹性力学的关系
642弹性力学的假设
643应力的基本概念
644虚功原理
645弹性力学的三个基本方程
646弹性力学的平面问题
第7章有限元法理论基础
71结构静力学问题的有限元法
711平面问题的有限元模型
712轴对称问题的有限元法
713空间问题有限元法
714等参数有限元法简介
715单元与整体分析简介
72结构动力学问题的有限元法
721运动方程
722质量方程
723阻尼矩阵简介
724结构自振频率与振型
725振型叠加法求解结构的受迫
振动
73结构非线性有限元法简介
731塑性力学问题
732大位移问题
第8章ANSYS分析基础
81初步接触ANSYS
811平面刚架静力分析
812工字悬臂梁应力分析
82ANSYS分析的基本步骤
83文件管理
831文件说明
832ANSYS数据库中存储的数据
84有限元模型的创建
841实体建模的概念
842坐标系
843工作平面
8442D体素
845图元的绘制、编号及删除
846布尔操作
847单元属性
848网格划分
849模型修正
85加载、求解、结果后处理
851载荷分类
852加载
853求解
854结果后处理
86结构静力分析过程与步骤
861建立模型
862施加载荷并求解
863检查结果
87标准光盘处于高速运行时的应力实例
分析
871建立模型
872盘面的网格划分
873定义边界条件
874求解
875查看结果
88薄壁圆筒受力分析
89轴类零件受拉分析
810三角托架静力分析实例
811齿轮泵应力分析
812动力学分析的过程与步骤
8121模态分析
8122谐响应分析
8123瞬态动力学分析
813带孔法兰模态分析
814机翼模态分析
815钢架支撑集中质量的瞬态动力学
分析
816非线性简要分析
817非线性分析的过程与步骤
8171建模
8172加载求解
8173查看结果
818金属圆盘弹塑性分析实例
第9章注塑机合模系统有限元分析
91概述
911ANSYS优化设计的概念
912ANSYS优化设计的步骤
92问题描述
93分析步骤
931改变工作名
932定义参量初始值
933创建单元类型
934定义实常数
935定义材料特性
936创建关键点
937显示关键点号
938创建直线
939划分单元
9310显示点、线、单元
9311施加位移载荷
9312施加力载荷
9313求解
9314定义单元表
9315计算单元总体积
9316提取单元总体积
9317提取挠度最大值
9318获得挠度最大值
9319生成优化分析文件
9320进入优化处理器并指定分析
文件
9321定义优化设计变量
9322定义状态变量
9323指定总体积为目标函数
9324存储优化数据库
9325指定优化方法
9326运行优化程序
9327列表显示得到的所有设计
方案
参考文献
新书资讯