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出版者:中国铁道出版社

作者:张益三

出品人:

页数:412

译者:

出版时间:2004-10-1

价格:46.0

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787113060794

丛书系列:

图书标签:

• Pro/ENGINEER
• Wildfire
• 曲面设计
• 机械设计
• CAD
• 软件教程
• 工程制图
• 三维建模
• 参数化设计
• ProE
• 工业设计

深入剖析现代机械设计与制造的前沿技术 书籍名称： 《现代机械设计与制造前沿技术解析》 内容提要： 本书旨在为机械工程领域的研究人员、工程师以及高年级本科生提供一个全面、深入、前沿的技术视野。我们聚焦于当前工业界和学术界最为关注和亟待突破的几个核心领域，涵盖了从概念设计到智能制造的完整链条。全书结构严谨，内容详实，力求在理论深度与工程实践之间搭建一座坚实的桥梁。 第一部分：高级材料科学与结构优化 本部分首先探讨了工程结构设计中对材料性能日益增长的需求。我们不再局限于传统的金属材料，而是深入剖析了高性能复合材料在航空航天、汽车轻量化中的应用机制。 先进复合材料的力学行为与建模： 详细阐述了碳纤维增强环氧树脂（CFRP）和玻璃纤维增强塑料（GFRP）的层合板理论，包括铺层角度对宏观力学性能（如刚度、强度和抗疲劳性）的影响。重点介绍了细观力学模型，用以预测纤维与基体界面失效的起始点和扩展路径。 拓扑优化与多物理场耦合分析： 介绍如何利用基于密度的拓扑优化方法，在给定的载荷和约束条件下，自动生成最优的材料分布结构。我们不仅关注结构强度，还深入讨论了热-结构耦合分析在发动机部件设计中的应用，例如如何通过优化内部冷却通道的几何形状，最大化传热效率同时保证结构完整性。 增材制造（Additive Manufacturing, AM）的材料基础： 重点分析了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中金属粉末的熔化动力学、凝固过程中的组织演变，以及由此导致的残余应力和微观缺陷的控制策略。 第二部分：复杂曲面与特征化建模的深度集成 虽然我们不涉及特定的历史软件版本，但本部分聚焦于现代参数化和特征化建模技术如何处理极其复杂的几何需求。 自由曲面生成的高级数学基础： 深入探讨了NURBS（非均匀有理B样条）和T-Splines的数学原理及其在复杂气动外形（如涡轮叶片、船体外壳）设计中的应用。重点分析了曲面间的G2连续性（曲率连续）的精确控制方法，这对保证流体动力学性能至关重要。 拓扑与几何的解耦与重构： 探讨了如何处理从扫描数据（点云）到可编辑CAD模型的逆向工程流程。详细讲解了局部重构算法，确保在保持几何精度的同时，生成的模型具有清晰的特征（如圆角、倒角、拔模斜度），以便于后续的特征识别和工程图纸生成。 参数化驱动的设计自动化： 介绍如何构建基于设计变量和约束条件的驱动模型。例如，通过编写脚本语言（如Python或专用API），实现当输入参数（如工作介质的流量或压力）变化时，整个三维模型能够自动更新，完成几何形态的适应性调整。 第三部分：面向制造的数字化链条（DFM/DFA） 本部分将设计意图转化为可高效生产的产品，强调设计与制造环节的无缝衔接。 复杂零件的工艺分析与仿真： 详细分析了五轴和多轴数控（CNC）加工的刀具路径规划算法。重点讨论了如何通过仿真软件预测在高速切削过程中可能出现的颤振现象和表面质量，并据此调整进给率和切削参数。 成形工艺的数字化验证： 针对塑性成形工艺，如钣金冲压和高压铸造，我们提供了详尽的有限元分析（FEA）模型。例如，在冲压模具设计中，如何通过模拟材料的流动和厚度变化，避免起皱和撕裂，优化凸凹模的间隙分布。 基于模型的质量保证（MBQA）： 阐述了如何利用三维标注（PMI，Product Manufacturing Information），将所有的公差要求、表面粗糙度要求、材料规范直接嵌入到CAD模型中，取代传统的二维工程图，实现信息传递的数字化和无损化。 第四部分：智能系统集成与产品生命周期管理（PLM） 最后，本书展望了工业4.0背景下的机械工程范式转变。 数字孪生（Digital Twin）的概念与构建： 解释了数字孪生如何通过实时数据连接物理资产，实现远程监控、预测性维护和性能优化。重点在于如何建立精确的机理模型与数据驱动模型的融合架构。 人机交互与增强现实（AR）在维护中的应用： 讨论了如何利用AR技术，将复杂的装配指导、故障诊断流程叠加到真实设备之上，极大地提升了现场工程师的操作效率和准确性。 PLM系统中的数据治理： 探讨了如何构建一个统一的数据管理平台，确保设计、仿真、制造、供应链等环节数据的版本控制、权限管理和可追溯性，从而支撑复杂产品的协同开发与长期维护。 本书内容覆盖面广，理论深度适中，配有大量的工程实例和对比分析，是理解和掌握现代高端制造技术不可或缺的参考资料。

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