机电系统性能分析技术 宋瑞银，陈俊华 主编 2015年版

机电系统性能分析技术 
作　者：宋瑞银，陈俊华 编 
出版时间：2015  
内容简介 
　　《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。 
目录 
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