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郭仁生編著的《機械工程設計分析和MATLAB應用(第3版)》結合三十多個機械工程設計分析課題，講解了數學建模、編制M文件、運用計算機數學方法、運算求解和結果分析等內容，力圖體現計算機數學方法、MATLAB功能和實際工程技術的有機結合。本書可作為工科院校制造類專業相關課程教學和課題設計用書，也可作為工程技術人員基于MATLAB平臺，運用計算機數學方法，分析和求解機械工程問題的參考書。
目錄
出版說明
前言
第1篇 MATLAB基礎和科學計算
第1章 MATLAB操作基礎
1.1 MATLAB概述
1.1.1 MATLAB的主要模塊
1.1.2 MATLAB的主要特點
1.2 MATLAB的系統界面和菜單功能
1.2.1 MATLAB系統界面
1.2.2 主窗口的菜單功能
1.3 運算符和標點符
1.3.1 運算符
1.3.2 標點符
1.4 數據類型
1.4.1 數值量
1.4.2 字符量
1.4.3 變量
1.5 基本數學函數
1.5.1 三角函數
1.5.2 指數和對數函數
1.5.3 取整和取余函數
1.5.4 通用數學分析函數
第2章 矩陣和數組及其運算
2.1 矩陣的建立及變換
2.1.1 矩陣的建立
2.1.2 矩陣的轉置和變換
2.2 矩陣元素和子矩陣的提取
2.2.1 矩陣元素的提取
2.2.2 子矩陣的提取
2.3 矩陣的運算
2.3.1 矩陣的加法和減法
2.3.2 矩陣的乘法
2.3.3 矩陣的求逆
2.3.4 向量的范數和矩陣行列式的值
2.3.5 矩陣的除法
2.4 數組的運算
2.4.1 數組的加法和減法
2.4.2 數組的乘法
2.4.3 數組的除法
2.4.4 數組的乘方
第3章 符號運算基礎
3.1 建立符號對象
3.1.1 建立符號量
3.1.2 建立符號表達式
3.1.3 符號表達式中變量的確定
3.2 符號表達式的基本運算
3.2.1 符號表達式的四則運算
3.2.2 符號表達式分子和分母的提取
3.2.3 符號表達式的處理
3.3 符號函數的復合函數和反函數
3.3.1 符號函數的復合函數
3.3.2 符號函數的反函數
3.4 符號表達式與數值表達式之間的轉換和運算精度控制
3.4.1 符號表達式與數值表達式之間的轉換
3.4.2 符號和數值運算精度控制
第4章 M文件和流程控制結構
4.1 M文件的分類
4.1.1 命令文件
4.1.2 函數文件
4.2 流程控制結構
4.2.1 順序結構
4.2.2 循環結構
4.2.3 選擇結構
第5章 數據可視化
5.1 繪制二維曲線
5.2 圖形格式設定和修飾
5.2.1 設置圖形窗口
5.2.2 系統坐標控制
5.2.3 標注圖形
5.2.4 特殊符號的標注
5.3 在極坐標系中繪制曲線
5.4 符號函數繪圖
5.5 填充圖形
5.6 繪制三維圖形
5.6.1 繪制三維曲線
5.6.2 繪制三維曲面
第6章 多項式運算和數據插值
6.1 多項式運算
6.1.1 符號多項式的生成
6.1.2 求多項式的值和根
6.1.3 多項式的乘法和除法運算
6.1.4 多項式的導數和積分
6.2 數據插值
6.2.1 一維數據插值
6.2.2 二維數據插值
第7章 函數的導數和積分
7.1 函數的導數
7.1.1 函數導數的解析解
7.1.2 二維函數和參數方程的偏導數
7.1.3 n維函數的偏導數
7.1.4 數值微分
7.1.5 函數的梯度和梯度的模
7.2 函數的積分
7.2.1 不定積分的解析解
7.2.2 定積分
7.2.3 數值積分
7.2.4 函數的重積分
第8章 代數方程和常微分方程求解
8.1 代數方程求解
8.1.1 代數方程圖解法
8.1.2 代數方程的解析解
8.1.3 線性方程組的數值解
8.1.4 非線性方程的數值解
8.2 常微分方程求解
8.2.1 常微分方程的解析解
8.2.2 常微分方程的數值解
8.2.3 高階微分方程的降階求解
8.2.4 剛性微分方程的數值解
8.2.5 微分代數方程的數值解
第9章 最優化問題和遺傳算法
9.1 MATLAB優化工具箱的應用
9.1.1 線性規劃問題
9.1.2 二次規劃問題
9.1.3 無約束非線性規劃問題
9.1.4 約束非線性規劃問題
9.1.5 多目標規劃問題
9.2 遺傳算法
9.2.1 遺傳優化算法函數
9.2.2 無約束優化的遺傳算法
9.2.3 約束優化的遺傳算法
第2篇 機械工程設計分析應用
第10章 連桿機構的運動設計和運動分析
10.1 連桿機構的運動設計
10.1.1 給定極限位置和最小傳動角的設計問題
10.1.2 給定連架桿對應位置的設計問題
10.2 連桿機構實現預定函數和軌跡的優化設計
10.2.1 實現預定函數的優化設計
10.2.2 實現連桿軌跡的優化設計
10.3 鉸鏈四桿機構的運動分析
10.3.1 機構運動分析的數學模型和求解方法
10.3.2 機構運動方程的求解方法
10.3.3 機構運動誤差分析
10.4 轉動導桿機構的運動分析
10.4.1 機構從動件的角位移和角速度
10.4.2 機構的壓力角和傳動比
10.4.3 計算實例的M文件和運算結果
10.5 曲柄滑塊機構的運動精度綜合
10.5.1 機構的尺度參數和運動參數分析
10.5.2 曲柄滑塊機構等影響法精度綜合
10.5.3 計算實例和M文件
第11章 間歇運動機構和輪系的運動分析
11.1 槽輪機構的運動分析
11.1.1 槽輪機構的運動方程
11.1.2 槽輪的運動參數
11.1.3 計算實例的M文件和運算結果
11.2 針輪機構的設計計算和運動分析
11.2.1 針輪機構的設計計算
11.2.2 針輪機構的運動分析
11.2.3 M文件和計算結果
11.3 面粉攪拌機工作頭旋輪軌跡分析和仿真
11.3.1 攪拌機的傳動系統
11.3.2 內外嚙合錐齒輪行星傳動的運動分析
11.3.3 行星機構運動模擬分析的M文件和運算結果
第12章 凸輪機構運動分析和設計計算
12.1 對心直動凸輪機構壓力角的計算
12.1.1 凸輪機構壓力角的圖解
12.1.2 凸輪機構壓力角的計算
12.1.3 計算實例M文件和運算結果
12.2 盤形凸輪機構的設計計算和運動分析
12.2.1 盤形凸輪設計和運動分析的步驟和數學模型
12.2.2 盤形凸輪設計計算實例和CAD基本方法
12.2.3 編制M文件的基本方法和運算結果
12.3 共軛平面分度凸輪機構的設計計算
12.3.1 共軛平面分度凸輪機構主要運動參數分析
12.3.2 共軛平面分度凸輪機構主要幾何尺寸計算
12.3.3 共軛平面分度凸輪輪廓直角坐標計算
12.3.4 共軛平面分度凸輪機構工作情況分析
12.3.5 設計計算實例、M文件和運算結果
12.4 圓柱分度凸輪機構設計和運動分析
12.4.1 圓柱分度凸輪機構的主要運動參數分析
12.4.2 圓柱分度凸輪機構主要幾何尺寸計算
12.4.3 圓柱分度凸輪工作輪廓計算
12.4.4 圓柱分度凸輪機構的結構設計要點
12.4.5 M文件和計算結果
第13章 撓性傳動設計計算
13.1 V帶傳動的多目標優化設計
13.1.1 V帶傳動多目標優化設計數學模型
13.1.2 M文件和運算結果
13.1.3 使用最大最小化函數求解多目標優化問題的討論
13.2 同步帶傳動的設計計算
13.2.1 同步帶傳動設計計算步驟和內容
13.2.2 M文件和運算結果
13.3 滾子鏈傳動的優化設計
13.3.1 滾子鏈傳動設計計算的有關公式和曲線擬合
13.3.2 滾子鏈傳動優化設計實例
13.3.3 M文件與計算結果
第14章 齒輪、蝸桿和螺旋傳動的設計計算
14.1 齒輪傳動參數測定和公法線公差計算
14.1.1 變位齒輪傳動參數的測定和計算
14.1.2 斜齒圓柱齒輪公法線長度及其偏差的計算
14.2 圓柱齒輪傳動的設計計算
14.2.1 齒輪傳動設計計算的簡化方法
14.2.2 M文件基本流程和主要處理方法
14.2.3 設計計算實例的M文件和運算結果
14.3 齒輪傳動的幾何規劃
14.3.1 構造幾何規劃的數學模型
14.3.2 幾何規劃算法分析
14.3.3 幾何規劃實例
14.3.4 M文件和運算結果
14.4 兩級圓柱齒輪減速器優化設計
14.4.1 兩級圓柱齒輪傳動的設計理論
14.4.2 優化設計實例和數學模型
14.4.3 M文件和運算結果
14.5 錐齒輪傳動優化設計的遺傳算法
14.5.1 錐齒輪傳動優化設計的數學模型
14.5.2 采用懲罰函數法構造適應度函數
14.5.3 遺傳算法的M文件和運算結果分析
14.6 圓柱蝸桿傳動的優化設計
14.6.1 建立優化設計的數學模型
14.6.2 設計實例M文件和計算結果
14.7 螺旋傳動的設計計算
14.7.1 螺旋傳動設計計算主要內容
14.7.2 螺旋起重器設計計算實例
14.7.3 M文件和運算結果
第15章 軸系設計計算和分析
15.1 軸系部件設計計算
15.1.1 機械傳動裝置的運動和動力參數計算
15.1.2 V帶傳動設計計算
15.1.3 圓柱齒輪傳動設計計算
15.1.4 軸的設計計算
15.1.5 滾動軸承的壽命計算
15.1.6 平鍵連接選用計算
15.1.7 M文件和運算結果
15.2 機床主軸優化設計
15.2.1 建立優化設計數學模型
15.2.2 計算實例和M文件
15.3 主軸支承靜不定結構的計算
15.3.1 主軸支承靜不定結構分析
15.3.2 軸承徑向反力位置-載荷關系曲線的分段擬合
15.3.3 建立主軸力矩平衡方程
15.3.4 計算主軸前支承的徑向反力
15.3.5 計算流程圖
15.3.6 計算實例和M文件
15.4 轉軸的可靠性分析與設計
15.4.1 機械零件的可靠度計算
15.4.2 轉軸的可靠性設計
15.4.3 M文件和運算結果
第16章 機械連接設計計算
16.1 螺栓聯接選用計算
16.1.1 受軸向靜載荷的螺栓聯接計算
16.1.2 受軸向變載荷的螺栓聯接計算
16.1.3 M文件和運算結果
16.2 螺栓組聯接的優化設計
16.2.1 螺栓單價與直徑的關系
16.2.2 計算實例與數學模型
16.2.3 M文件和計算結果
16.3 圓柱螺旋彈簧的設計計算
16.3.1 圓柱螺旋彈簧設計計算原理
16.3.2 計算實例和M文件
第17章 優化設計分析和曲線擬合
17.1 優化設計模型的幾何描述
17.1.1 設計空間的幾何描述方法
17.1.2 應用實例M文件和描述圖形
17.2 人字架結構尺寸的優化設計
17.2.1 人字架的力學分析和優化設計數學模型
17.2.2 M文件和運算結果
17.2.3 優化問題的幾何描述
17.3 梯形截面管道結構尺寸的優化設計
17.3.1 計算實例和優化設計數學模型
17.3.2 無約束非線性優化函數的運用
17.3.3 M文件運算結果分析和幾何描述
17.4 多目標優化問題的理想有效解
17.4.1 多目標優化的策略
17.4.2 計算實例和優化設計數學模型
17.4.3 M文件的主要特點
17.4.4 運算結果分析
17.5 無心磨削工藝參數的優化
17.5.1 無心磨削工藝參數分析
17.5.2 建立工藝參數優化的數學模型
17.5.3 M文件和運算結果
17.5.4 優化結果的分析和處理
17.6 曲線擬合和多項式擬合
17.6.1 直線擬合
17.6.2 曲線擬合
17.6.3 多項式擬合
17.6.4 計算實例和M文件
參考文獻
