机电系统性能分析技术

前言

绪论

第1章机电系统性能分析概述

1 1机电系统优化设计概述

1 1 1优化设计问题的引例

1 1 2优化设计的数学模型

1 1 3优化设计问题的分类

1 1 4优化设计的一般步骤

1 1 5常用的优化方法及其特点

1 2机电系统有限元法分析概述

1 2 1有限元法引例

1 2 2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

2 1函数的某些基本概念及性质

2 1 1函数的等值面(线)

2 1 2函数的方向导数与梯度

2 1 3函数的泰勒展开式

2 1 4函数的凸性

2 2无约束优化问题的极值条件

2 3有约束优化问题的极值条件

2 4优化问题的数值计算迭代法

2 4 1数值计算迭代法的基本思想及其

格式

2 4 2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

3 1一维搜索的优化方法

3 1 1概述

3 1 2搜索区间的确定

3 1 3黄金分割法

3 1 4二次插值法

3 2无约束优化方法

3 2 1坐标轮换法

3 2 2鲍威尔法

3 2 3梯度法

3 2 4牛顿法

3 2 5变尺度法

3 3线性规划问题优化方法

3 3 1线性规划的标准形式与基本

性质

3 3 2单纯形法

3 4约束优化方法

3 4 1随机方向搜索法

3 4 2复合形法

3 4 3惩罚函数法

3 5多目标及离散变量优化方法

3 5 1多目标优化概述

3 5 2统一目标函数法

3 5 3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

4 1汽车转向梯形的优化设计

4 2螺栓组联接的优化设计

4 3圆柱齿轮减速器的优化设计

4 4注塑机合模系统的优化设计

4 5起重机工作机构的优化设计

4 6MATLAB优化工具箱

4 6 1MATLAB介绍

4 6 2MATLAB的优化工具箱

4 6 3线性规划问题

4 6 4非线性规划问题

4 6 5其他问题介绍

第5章液压系统的建模与仿真

5 1液压系统计算机仿真的重要性

5 2计算机仿真的基本概念

5 3系统数学模型的建立

5 4系统模型的求解

5 5四阶龙格-库塔法

5 6液压系统仿真实例

5 7运用MATLAB编写程序求解

5 8运用Simulink搭建仿真模型求解

5 8 1Simulink的功能

5 8 2Simulink的特点

5 8 3基于Simulink 建模方法

第6章弹性力学基础理论

6 1引言

6 2弹簧系统的刚度矩阵

6 2 1单个弹簧系统的分解与合成

6 2 2组合弹簧的刚度矩阵

6 2 3方程求解（约束条件的引入）

6 2 4实例分析

6 3杆系结构的有限元法简介

6 3 1离散化

6 3 2单元分析

6 3 3整体分析

6 3 4支撑条件的引入

6 4弹性力学的基本知识

6 4 1材料力学与弹性力学的关系

6 4 2弹性力学的假设

6 4 3应力的基本概念

6 4 4虚功原理

6 4 5弹性力学的三个基本方程

6 4 6弹性力学的平面问题

第7章有限元法理论基础

7 1结构静力学问题的有限元法

7 1 1平面问题的有限元模型

7 1 2轴对称问题的有限元法

7 1 3空间问题有限元法

7 1 4等参数有限元法简介

7 1 5单元与整体分析简介

7 2结构动力学问题的有限元法

7 2 1运动方程

7 2 2质量方程

7 2 3阻尼矩阵简介

7 2 4结构自振频率与振型

7 2 5振型叠加法求解结构的受迫

振动

7 3结构非线性有限元法简介

7 3 1塑性力学问题

7 3 2大位移问题

第8章ANSYS分析基础

8 1初步接触ANSYS

8 1 1平面刚架静力分析

8 1 2工字悬臂梁应力分析

8 2ANSYS分析的基本步骤

8 3文件管理

8 3 1文件说明

8 3 2ANSYS数据库中存储的数据

8 4有限元模型的创建

8 4 1实体建模的概念

8 4 2坐标系

8 4 3工作平面

8 4 42D体素

8 4 5图元的绘制、编号及删除

8 4 6布尔操作

8 4 7单元属性

8 4 8网格划分

8 4 9模型修正

8 5加载、求解、结果后处理

8 5 1载荷分类

8 5 2加载

8 5 3求解

8 5 4结果后处理

8 6结构静力分析过程与步骤

8 6 1建立模型

8 6 2施加载荷并求解

8 6 3检查结果

8 7标准光盘处于高速运行时的应力实例

分析

8 7 1建立模型

8 7 2盘面的网格划分

8 7 3定义边界条件

8 7 4求解

8 7 5查看结果

8 8薄壁圆筒受力分析

8 9轴类零件受拉分析

8 10三角托架静力分析实例

8 11齿轮泵应力分析

8 12动力学分析的过程与步骤

8 12 1模态分析

8 12 2谐响应分析

8 12 3瞬态动力学分析

8 13带孔法兰模态分析

8 14机翼模态分析

8 15钢架支撑集中质量的瞬态动力学

分析

8 16非线性简要分析

8 17非线性分析的过程与步骤

8 17 1建模

8 17 2加载求解

8 17 3查看结果

8 18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

9 1概述

9 1 1ANSYS优化设计的概念

9 1 2ANSYS优化设计的步骤

9 2问题描述

9 3分析步骤

9 3 1改变工作名

9 3 2定义参量初始值

9 3 3创建单元类型

9 3 4定义实常数

9 3 5定义材料特性

9 3 6创建关键点

9 3 7显示关键点号

9 3 8创建直线

9 3 9划分单元

9 3 10显示点、线、单元

9 3 11施加位移载荷

9 3 12施加力载荷

9 3 13求解

9 3 14定义单元表

9 3 15计算单元总体积

9 3 16提取单元总体积

9 3 17提取挠度最大值

9 3 18获得挠度最大值

9 3 19生成优化分析文件

9 3 20进入优化处理器并指定分析

文件

9 3 21定义优化设计变量

9 3 22定义状态变量

9 3 23指定总体积为目标函数

9 3 24存储优化数据库

9 3 25指定优化方法

9 3 26运行优化程序

9 3 27列表显示得到的所有设计

方案

参考文献

2100433B

本书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

本书是基于性能势理论研究排队系统性能分析与Markov控制过程的一本专著，除第1章预备知识外，其余各章均为作者近几年来在该领域的最新研究成果．内容包括指数服务分布排队系统的性能分析、非指数服务分布排队系统的性能分析、排队网络基于理论计算的优化算法、排队网络基于样本轨道仿真的优化算法和半Markov控制过程等．

本书的读者对象为从事排队系统和Markov控制过程理论及应用研究或其他相关研究的研究生、教师以及有关的科技工作者．

机电技术收录情况

《机电技术》是中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊，被中国期刊全文数据库（CNKI，中国知网）、数字化期刊全文数据库（万方数据）、中国核心期刊（遴选）数据库、中文科技期刊数据库、中国台湾华艺数据库全文收录。

机电技术出版发行

据2019年5月2日中国知网显示，《机电技术》共出版文献4138篇。

据2019年5月2日万方数据知识服务平台显示，《机电技术》载文量为3484篇。

机电技术影响因子

据2019年5月2日中国知网显示，《机电技术》总被下载388460次、总被引7796次；（2018版）复合影响因子为0.233、（2018版）综合影响因子为0.112。

据2019年5月2日万方数据知识服务平台显示，《机电技术》被引量为6308次、下载量为88512次；据2015年中国期刊引证报告（扩刊版）数据显示，《机电技术》影响因子为0.20，在全部统计源期刊（6735种）中排第5287名，在机械与仪表工业类类（98种）中排第70名。

机电技术栏目方向

• 报道内容

《机电技术》综合报道机电技术研究、机电新产品信息、企业管理理论与实践经验。涉及的主要领域有：“计算技术与应用”、“机电设计研究”、“机械设计制造”、“材料及成型技术”、“船舶技术”、“检验检测”、“综述与专论”等。

• 主要栏目

《情报学报》主要设有专论与综述、新工艺新材料、仪器仪表、验测技术等栏目。

机电技术人员编制

截至2005年3月，《机电技术》编辑部官网显示，《机电技术》第六届编辑委员会拥有委员15人。

注：有*号者为常务编委