具体描述
《数控加工自动编程丛书·数控加工自动编程:Cimatron E详解》是数控加工自动编程丛书之一，以目前广泛使用的Cimatron E7.O版本为介绍对象。全书共11章，主要介绍了3大部分内容：(1)CimatronE7.0的草图、实体设计、曲线和曲面造型等；(2)CimatronE7.0的数控加工刀路、NC加工程序的产生；(3)常用数控铣床和加工中心的操作等。通过大量实例将CimatronE7.0常用的基本指令和操作技巧贯穿在一起，突出了实用性和可操作性，并且每章最后附有适当的习题，另外提供了7道技工考证的实操题。在配套光盘中附有实例文件和形象生动的演示动画，以方便读者理解和掌握相关的知识和技能。
《数控加工自动编程丛书·数控加工自动编程:Cimatron E详解》可作为大学、高职高专、中专、技校、职高数控技术应用专业、机械制造专业、模具设计与制造专业、计算机辅助设计与制造专业以及机电技术应用专业的教材，可作为各培训机构的考工培训教材，也可作为企业技术人员、相关专业师生的参考书。
好的，以下是根据您的要求，围绕一本名为《数控加工自动编程》的图书，撰写的一份不包含该书内容的详细图书简介。这份简介将聚焦于其他相关技术领域，内容详实，力求自然流畅，避免任何“人工智能”的痕迹。 --- 图书简介：深度解析先进制造中的关键技术 《现代机械设计中的有限元分析与优化》 ——超越经验，直击结构性能的极限 在当代高端制造业和工程设计领域，仅仅依赖传统经验和图纸规范已远远不能满足对产品性能、轻量化和可靠性的严苛要求。现代机械系统，无论是在航空航天、汽车工程还是精密仪器制造中，都面临着复杂的载荷环境、极端的工作条件以及对材料利用率的极致追求。 本书《现代机械设计中的有限元分析与优化》正是为应对这些挑战而诞生的权威指南。它深入剖析了如何将数学模型转化为精确的物理仿真，从而实现从概念设计到最终产品验证的全流程优化。 第一部分：理论基石与求解器原理 本书首先奠定了坚实的应用数学和结构力学基础。它详尽阐述了有限元方法（FEM）的变分原理、伽辽金法以及刚度矩阵的装配与求解技术。重点聚焦于如何根据不同的物理场（如静力学、动力学、传热学）选择合适的插值函数和单元类型，如梁单元、壳单元和实体单元的内在机制。 核心内容包括： 1. 离散化误差控制： 如何通过网格自适应技术（h-refinement和p-refinement）来平衡计算精度与求解效率，特别针对应力奇异点和高梯度区域的处理策略。 2. 非线性问题求解： 深入探讨了几何非线性（大变形）、材料非线性（塑性、蠕变）和接触非线性（摩擦、粘连）的数值算法，如牛顿-拉夫森法、弧长法在复杂装配体分析中的应用。 3. 特征值与模态分析： 针对振动控制和动态响应预测，详细介绍了如何提取系统的固有频率和振型，以及模态叠加法在瞬态响应计算中的应用。 第二部分：高级仿真技术与多物理场耦合 现代工程问题往往涉及多种物理现象的相互作用。本书超越了单一领域的分析，着重讲解了多物理场耦合仿真（Multi-Physics Coupling）的建模技术。 重点领域详述： 热-结构耦合分析（Thermo-Mechanical）： 针对发动机部件、刹车系统等，分析温度场变化引起的材料热膨胀、残余应力分布以及热致变形，指导热应力优化设计。 疲劳寿命与损伤力学预测： 结合S-N曲线、E-N曲线和断裂力学原理，通过有限元模型预测结构在周期载荷下的累积损伤和剩余寿命，并介绍低周疲劳与高周疲劳的判据应用。 冲击与爆炸响应： 针对碰撞安全和防护设计，讲解了显式动力学求解器（Explicit Dynamics）的原理，材料的动态本构模型（如Johnson-Cook模型），以及爆炸载荷的耦合模拟技术。 第三部分：拓扑优化与设计迭代 真正的工程设计是一个不断迭代和优化的过程。本书的后半部分将仿真技术直接导向设计改进，聚焦于结构优化。 优化策略的深度剖析： 1. 基于密度的拓扑优化（Topology Optimization）： 详细介绍了 SIMP (Solid Isotropic Material with Penalization) 方法的数学框架，如何在给定的载荷和边界条件下，确定材料的最佳空间分布，实现减重和刚度最大化。 2. 形状优化与尺寸优化： 阐述了伴随灵敏度分析（Adjoint Sensitivity Analysis）在指导形状边界微调中的高效性，以及如何将优化结果反哺给CAD模型。 3. 参数化建模与设计空间探索： 介绍了如何利用参数化技术构建可变设计模型，并结合遗传算法、粒子群优化等全局搜索方法，在庞大的设计空间中寻找最优解。 第四部分：面向制造的仿真与后处理 仿真结果的正确解读和有效利用是成功的关键。本书强调了“从仿真到制造（Simulation-to-Manufacturing）”的闭环。 增材制造（3D打印）的应力预补偿： 针对金属增材制造过程中因快速加热与冷却导致的残余应力问题，讲解了如何利用有限元分析预测应力分布，并提前在CAD模型中进行几何补偿，以确保最终零件的精度。 残余应力与变形控制： 对焊接、铸造和热处理过程中的残余应力进行模拟，为后续的机械加工和装配提供关键指导。 数据可视化与结果验证： 不仅停留在应力云图，更侧重于如何利用场变量（如位移场、应变场）进行敏感性分析，并介绍了实验数据（如DIC）与仿真结果的对比验证方法。 本书特点： 《现代机械设计中的有限元分析与优化》不仅是理论的深度汇编，更是工程实践的路线图。它通过大量的工业案例分析（如涡轮叶片的气动弹性分析、复杂支架的抗振设计），帮助读者掌握将抽象的物理问题转化为可计算、可优化模型的核心能力，是机械工程师、结构分析师和高级研发人员不可或缺的案头参考书。 ---
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