Pro/ENGINEER Wildfire塑料制品设计入门与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:第1版 (2005年6月1日)

作者:葛正浩

出品人:

页数:518

译者:

出版时间:2005-6

价格:62.00元

装帧:平装

isbn号码:9787502568566

丛书系列:

图书标签:

• Pro/ENGINEER
• Wildfire
• 塑料制品设计
• 入门
• 实践
• CAD
• 机械设计
• 工程塑料
• 模具设计
• 工业设计
• 软件教程

机械设计与制造前沿探索：从概念到实现的全景解析 本书聚焦于当代机械工程领域中快速发展且至关重要的两个分支——增材制造技术（3D打印）的最新进展及其在复杂结构设计中的应用，以及有限元分析（FEA）在确保产品可靠性和性能优化中的核心作用。本书旨在为工程师、设计师以及技术研究人员提供一个深入、系统且面向实践的知识框架，以应对当前制造业对高精度、轻量化和功能集成化日益增长的需求。 全书结构清晰，内容涵盖从基础理论到前沿应用的多个层次，旨在帮助读者建立起一套完整的、从虚拟设计到物理实现的技术思维链条。 --- 第一部分：增材制造的原理、材料与工艺优化 本部分将深入探讨增材制造（Additive Manufacturing, AM）技术的核心原理及其在现代产品开发流程中的变革性影响。我们不会讨论传统的减材或等材制造方法，而是将全部篇幅集中于如何利用逐层堆叠的技术优势来创造前所未有的几何复杂性和材料性能组合。 1.1 增材制造技术分类与原理精讲 详细剖析当前主流的AM技术流派，包括但不限于： 粉末床熔融技术（PBF）： 重点分析选择性激光烧结（SLS）和选择性激光熔化（SLM）在金属和高分子材料处理上的差异、能量密度控制的精确性，以及关键的烧结/熔化动力学过程。讨论激光路径规划对最终部件微观结构（如晶粒尺寸、孔隙率）的影响机制。 材料喷射技术（Material Jetting & Binder Jetting）： 深入研究喷射头的设计原理、墨水/粘合剂的化学配方对固化速度和最终强度的影响。特别关注多材料打印在功能梯度材料（FGM）制备中的潜力。 定向能量沉积（DED）： 侧重于线材或粉末送进系统与高能激光或电子束的耦合，探讨其在大型零部件修复和原位制造中的优势，以及束流焦点与送粉速率之间的动态平衡。 1.2 先进增材材料的特性与选择 本书将全面考察适用于不同AM工艺的先进工程材料，重点强调其与传统材料在性能上的区别： 高性能聚合物基复合材料： 深入研究碳纤维、玻璃纤维增强聚合物在定向沉积（FFF/FDM的工业升级版）中的铺层角度对轴向和横向模量的影响。讨论PEEK、PEKK等超高温聚合物的打印温度控制策略。 功能性金属合金： 聚焦于钛合金（Ti6Al4V）、镍基高温合金（Inconel 718）在SLM过程中出现的残余应力、微裂纹倾向及其消除或缓解技术。探讨热等静压（HIP）处理对致密度和疲劳寿命的提升作用。 陶瓷与软材料： 简要介绍陶瓷基体的光固化成型（SLA/DLP）及后续的高温烧结（Sintering）流程，并探讨水凝胶、生物相容性材料在生物医学工程中的最新应用案例。 1.3 增材制造中的支撑结构设计与去除优化 支撑结构是连接数字模型与物理实体的关键环节，其设计直接影响制造成本、后处理难度和零件精度。本章将提供一套系统的优化方法： 几何依赖性支撑策略： 分析如何根据打印角度、悬垂面积和局部热应力分布自动生成最优支撑结构。 可溶性与可断裂支撑的对比分析： 针对不同材料体系，评估水溶性（如PVA）、蜡基支撑与楔形/晶格状自支撑结构的优劣。 自动化脱除路径规划： 探讨如何使用高压水射流、机械钻削等后处理设备，制定高效、无损的支撑去除路径，以保护关键功能表面的精度。 --- 第二部分：面向可靠性的有限元分析（FEA）实战指南 本部分完全聚焦于使用数值模拟工具（如Ansys Mechanical, Abaqus等）对复杂机械结构进行应力、变形和寿命预测的方法论。所有讨论都围绕如何将结构设计转化为可解的数学模型，并准确解读仿真结果，以规避结构失效。 2.1 建模基础与网格生成的精细化控制 强调高质量网格对仿真准确性的决定性作用，并提供针对不同物理场问题的网格策略： 接触区域的网格划分技术： 详细阐述缝隙单元（Gap Elements）、面面接触的算法选择（如Penalty, Augmented Lagrange），以及在螺栓连接、滑移面处的网格密度控制。 薄壁结构与壳单元的适用性判断： 明确指导读者何时应采用实体单元（Solid Elements）、壳单元（Shell Elements）或梁单元（Beam Elements），并解释不同单元类型下的应力奇异性处理方法。 简化与对称性利用： 讲解如何通过引入对称边界条件、施加载荷的等效施加，来大幅减少模型规模和计算时间，同时保持结果的有效性。 2.2 高级材料模型的应用与标定 深入探讨工程中常见的非线性行为的模拟，这些通常是线性分析无法捕捉的： 弹塑性分析与屈服准则： 详细讲解Von Mises、Tresca准则的应用场景，以及如何基于实验数据（单向拉伸测试）标定Kinematic/Isotropic硬化模型，以模拟材料的加工硬化效应。 超弹性与几何非线性： 针对橡胶、弹性体等大变形材料，阐述Mooney-Rivlin、Neo-Hookean等应变能密度函数的选择和参数输入。 疲劳寿命预测： 介绍基于应力寿命法（S-N曲线）和基于应变寿命法（E-N曲线）的评估流程，并讲解如何将载荷谱输入到疲劳分析模块中进行累积损伤计算。 2.3 动态响应与模态分析 本节侧重于结构在时间域和频率域中的性能评估，确保机械系统在工作状态下不会发生共振或过度的振动： 模态分析（Eigenvalue Analysis）： 解释如何准确计算结构的固有频率和振型，并强调识别“设计敏感频率”的重要性。讨论如何通过调整刚度或质量分布来避免与外部激励频率重合。 谐响应分析（Harmonic Response）： 模拟结构在周期性载荷（如旋转机械不平衡力）下的稳态响应。讲解阻尼模型的选择（Rayleigh阻尼或材料阻尼）对响应峰值的影响。 瞬态动力学（Explicit/Implicit Dynamics）： 对冲击、碰撞或快速装配过程进行时间步进模拟，重点讨论在爆炸载荷或高速冲击中，显式求解器相对于隐式求解器的优势与限制。 --- 总结与展望 本书内容紧密围绕增材制造带来的设计自由度与有限元分析提供的性能保障两大核心主题展开。读者将学习到如何将增材制造设计的高复杂度（如晶格结构、内部冷却通道）无缝转化为可进行精确应力分析的模型，从而实现轻量化、高强度的结构优化目标。本书的案例分析将聚焦于航空航天连接件、高性能热交换器以及复杂模具设计，这些都是传统设计方法难以驾驭的领域。通过对这些前沿技术的深入掌握，读者将能够主导下一代精密机械产品的设计与验证工作。

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这本书的封面和标题给我一种非常扎实、技术导向的印象，不像有些教程那样花里胡哨，更像是面向工程技术人员的实用手册。我猜测它的内容结构会是非常逻辑严谨的，可能是从Wildfire软件界面的熟悉开始，逐步过渡到针对塑料件的特征建模，比如孔、槽、筋、加强筋的创建，以及最重要的——拔模分析和壁厚检查这些后处理工具的精讲。我非常关注它如何处理复杂装配体的管理，因为塑料产品很少是单一零件，它们通常需要配合螺丝、卡扣等其他组件进行装配。如果书中能详尽地介绍如何利用Wildfire的柔性建模（Flexible Modeling）或者参数化设计来快速修改和迭代设计，以适应不同材料或不同批次生产的要求，那这本书的价值就倍增了。我设想，作者一定会在某一章专门辟出篇幅来讲解如何设置和应用材料属性，因为不同的塑料（如ABS、PC、PP）在收缩率和机械性能上有显著差异，这直接关系到设计尺寸的精确度。对于任何想把设计工作流标准化、提高效率的设计师来说，这种系统性的讲解是至关重要的。

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这本书的书名散发出一种严谨而务实的学术气息，让人感觉这不是一本速成指南，而是一本值得收藏的工具书。我个人对Wildfire的曲面模块应用一直比较薄弱，而塑料制品的外观件，如消费电子产品的外壳，往往需要复杂的自由曲面来满足人体工程学和美学要求。因此，我迫切希望这本书能详细展示如何利用Wildfire强大的曲面工具，如Style、Blend、Sweep等，来精确控制曲面的连续性（G1、G2）和曲率，确保最终产品表面光滑无瑕疵，避免出现诸如“橙皮效应”的质量问题。更进一步说，我希望能看到针对不同复杂度的外壳，作者是如何运用“抽取边界”、“导入曲线”等高级技巧来驱动曲面生成的。如果能涵盖如何利用参数化驱动来管理这些复杂曲面的变化，实现设计意图的快速捕捉和修改，那么这本书对于提升设计师的综合设计能力无疑将起到巨大的推动作用。

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从一个资深CAD用户，但对塑料设计不甚精通的角度来看，这本书吸引我的地方在于其“入门”的定位，但又带有“实践”的承诺。我希望它能清晰地阐述Pro/ENGINEER Wildfire与传统机械零件设计在思维模式上的区别。塑料件设计对公差和形位公差（GD&T）的要求，特别是与模具制造相关的基准面的选择，与钣金或铸件的设计哲学是截然不同的。我期待书中能有一部分内容专门讨论如何在高精度设计中管理零件的“脱模斜度”和“变形预测”。如果作者能够利用Wildfire的仿真模块，展示一下在不同注塑压力和冷却速率下，零件可能出现的翘曲情况，并提供相应的模型修改建议，那这本书的实战价值将是无可替代的。毕竟，一个漂亮的模型如果无法稳定生产，一切都是空谈。这种对制造约束的提前考虑，才是专业设计师与普通建模师的分水岭，这也是我热切希望从这本书中学习到的核心技能。

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这本书的书名听起来就非常专业，主打Pro/ENGINEER Wildfire在塑料制品设计领域的应用，对于我们这些初学者来说，简直是雪中送炭啊。我一直对如何将设计概念转化为可制造的塑料零件感到头疼，市面上很多软件教程都过于偏重基础建模，缺乏针对特定行业应用的深度指导。我特别期待这本书能在“入门”和“实践”之间找到一个完美的平衡点。理想中的内容应该会涵盖塑料件结构设计的关键原则，比如壁厚均匀性、拔模角的设定、加强筋的布局，以及如何有效地处理圆角和倒角，这些都是直接影响最终产品性能和制造成本的核心要素。我希望它能详细讲解Wildfire中特有的曲面造型工具在复杂外壳设计中的应用，毕竟塑料制品的外观设计往往是决定市场竞争力的关键。如果能提供一些实际的案例分析，比如汽车内饰件或电子产品外壳的设计流程和常见错误规避，那就太棒了。光是看到“塑料制品设计”这几个字，我就已经能想象到那些关于注塑工艺限制和模具设计基础知识的深入探讨，这对于想在产品开发链条上更进一步的设计师来说，是不可多得的宝贵资料。

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说实话，市面上很多关于Pro/E（现在的Creo/PTC Creo）的书籍往往停留在“教你会用”的层面，但真正能教会你“如何设计好”的少之又少。我对这本《入门与实践》的期待在于，它能真正体现出“实践”二字的份量。我希望它不仅仅是操作步骤的罗列，而是能深入到设计背后的“为什么”。例如，为什么要将圆角半径设置为某个特定值以避免应力集中？在薄壁结构中，增加内部支撑的几何形状有哪些最佳实践？这本书如果能提供一些基于行业标准（如DME或SPI标准）的知识补充，并结合Wildfire的内置工具进行验证，那就太完美了。我特别希望看到一些关于设计迭代和设计优化方面的论述，比如如何利用软件进行简单的有限元分析（FEA）预评估，以确保结构强度满足负载要求，而不是等到开模后再发现问题。这种从“建模型”到“设计优化”的跨越，才是真正能体现一本专业设计书籍价值所在的地方，让人感觉自己学的不仅仅是一个软件，而是一套设计方法论。

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