具体描述
Pro/ENGINEER是全球最普及的三维CAD/CAM系统之一，已广泛应用于机械、电子、汽车、模具、航空航天、家电、工艺造型设计等行业。
本书详细介绍了Pro/ENGINEERWildfire的三维设计功能及其使用环境，主要内容包括系统基础、草绘环境、特征建模、特征的修改与操作、装配建模、工程图、参数关系的应用等。本书附录提供了环境客户化方法及配置文件范例。
本书内容全面，示例充分、实用，语言通俗易懂，从不同角度、不同侧面反映了使用Pro/ENGINEERWildfire进行三维实体设计的技巧和经验，无论是初次接触Pro/ENGINEER的新手，还是已有多年使用经验的工程师，都能从本书中学到全新的知识和设计技巧。
本书可以作为培训教材，也可以作为一本实用参考手册和应用指导书。
机械设计与数字制造前沿探索：面向工业应用的高级技术手册 本书聚焦于现代工业制造领域中，那些超越基础软件操作层面的核心技术、先进工艺流程的深度解析，以及如何将理论知识转化为高效、可落地的工程解决方案。 本手册旨在服务于具有一定机械设计基础，并希望在复杂工程项目、高端产品开发及数字化制造集成方面寻求突破的工程师、设计师和技术管理者。我们摒弃对软件界面操作的冗余描述，而是深入探讨驱动现代工业进步的关键技术理念和实践方法。 --- 第一部分：高级产品结构设计与复杂曲面重构 本章超越了常规的特征建模，专注于处理高度复杂的工业产品结构，特别是那些对性能、美学和装配精度有极高要求的部件。 1.1 多尺度拓扑优化与轻量化设计策略 详细阐述如何利用有限元分析（FEA）结果驱动的拓扑优化方法，实现结构性能的最优化。重点讨论如何将优化生成的复杂非均匀密度场，转化为可制造的实体模型。内容包括： 晶格结构（Lattice Structure）的生成与参数化控制： 如何在传统CAD环境中实现晶格单元的精确布置、密度梯度映射，并分析其在冲击载荷和疲劳环境下的表现。 增材制造约束下的设计迭代（DFAM）： 深入分析不同制造工艺（如SLM、EBM）对设计边界的限制，以及如何反向设计以提高打印成功率和减少后处理成本。引入“应力驱动的支撑结构优化”概念。 1.2 自由曲面与逆向工程的集成 本节探讨如何处理从扫描数据或概念设计中导出的复杂自由曲面，并将其无缝集成到参数化设计流程中。 Class-A 级曲面构建技术： 深入解析曲面间的G2/G3连续性控制，以及如何使用数学工具（如NURBS的控制点权重调整、局部细分）来微调曲面光顺性，以满足汽车、航空航天领域对视觉和流体动力学性能的要求。 点云数据到参数化实体的转化流程： 介绍从高精度三维扫描数据出发，通过特征识别、基准重建、曲面拟合的完整流程。重点在于如何建立稳定且可编辑的参数化特征树，而非简单的网格固化。 --- 第二部分：高性能仿真与多物理场耦合分析 本部分着重于预测真实世界工况下的产品行为，强调仿真模型的构建质量、求解器的选择以及结果的工程解读能力。 2.1 高级非线性结构分析：材料与接触的挑战 探讨超越线性静力学范畴的复杂分析场景： 超弹性、粘弹性与蠕变分析： 针对橡胶密封件、复合材料层合板、高温高压环境下的材料行为建模。讨论如何导入和校准先进的本构模型（如Ogden模型、Prony级数）。 复杂装配体的接触算法选择与收敛控制： 深度分析各种接触类型（无穿透、摩擦、粘附）的数值稳定性问题。提供处理大规模装配体中“接触抖动”和“非线性收敛失败”的实战技巧。 2.2 热-结构与流固耦合（FSI）基础 讲解如何建立精确的多物理场耦合模型，以解决涉及热传递和流体作用的工程问题： 瞬态热应力分析： 针对快速加热或冷却过程中的残余应力预测，探讨如何有效映射热载荷和结构响应。 流体-结构相互作用（FSI）基础建模： 介绍单向和双向耦合的适用场景。重点分析在气动弹性、阀门动态响应等场景中，如何确保流场求解器和结构求解器之间数据传递的准确性与时间步长的一致性。 --- 第三部分：数字化制造流程的集成与数据驱动 本章关注将设计转化为实际生产的关键环节，特别是在集成制造系统（IMS）和数据管理方面的应用。 3.1 高级数控编程与刀具路径的智能生成 本节不涉及特定CAM软件的基础操作，而是探讨通用制造策略的优化： 五轴联动和复杂曲面的高效加工策略： 深入分析“刀尖点控制”、“轴线导向”等高级刀轴设置方法，如何最大化材料去除率（MRR）的同时保证表面光洁度。 残余应力和表面完整性控制： 如何通过调整切削参数（进给率、主轴转速、切深）和冷却液策略，在数控加工过程中主动管理工件的变形和微观结构变化。 3.2 工程数据管理（EDM/PLM）与设计自动化 探讨如何通过结构化数据管理来提高设计效率和产品质量的可追溯性： 基于规则的设计（Rule-Based Design）框架： 介绍如何建立设计意图和约束条件的知识库，实现设计参数的自动驱动和配置管理，尤其适用于产品系列化开发。 BOM的精确构建与变更控制： 详细解析“工程BOM（EBOM）”向“制造BOM（MBOM）”转换过程中的数据映射、版本同步和正式发布流程，确保设计意图在制造链中的精确传递。 --- 本书的价值在于提供了一个从理论深度到工程实践广度的桥梁，帮助读者掌握在当代复杂工业项目中，那些决定成败的“硬核”技术细节和系统性思维方法。
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