UG NX 5.0中文版机械设计从入门到精通 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:392

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出版时间:2008-4

价格:42.00元

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isbn号码:9787111235880

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机械设计与制造领域进阶指南：现代CAD/CAM/CAE技术深度解析 本书聚焦于当前制造业与工程设计领域最前沿、最具实战价值的集成化解决方案，旨在为读者提供一套系统、深入且面向实际应用的知识体系。它并非对某一特定旧版软件的操作手册进行冗余描述，而是将笔墨集中于如何运用现代的参数化建模、先进的仿真分析以及高效的制造策略，来应对复杂工程项目的全流程挑战。 --- 第一部分：面向未来制造的参数化与多体动力学建模 本部分深入剖析了现代三维CAD系统的核心思想——参数化、特征化建模的精髓，并着眼于如何将静态模型转化为具有真实物理行为的数字样机。 1. 高级曲面造型与复杂装配体管理： 非均匀有理B样条（NURBS）的精确控制： 详细讲解如何通过控制点的调整、曲线度的约束以及曲面连接的光顺性（G1、G2连续性）来创建符合空气动力学或流体动力学要求的复杂自由曲面。内容将侧重于使用曲率分析工具来优化设计，而非简单地罗列命令。 自适应装配与干涉检测机制： 探讨在包含数千个零件的大型装配体中，如何实现高效的结构管理、替代部件的应用以及基于活动状态的干涉/间隙分析。重点阐述如何利用自适应约束和简化表示（Shrinkwrap/Envelope）来优化内存占用和计算速度。 基于设计的公差分析（GD&T与形位公差）： 深入研究如何将ISO和ASME标准中的形位公差符号准确地映射到三维模型中，并利用统计方法（如蒙特卡洛模拟）预测在不同公差组合下零件的可制造性和功能可靠性，远超基础的尺寸标注层面。 2. 数字化原型与多体系统仿真（MBS）： 运动学与动力学基础： 介绍广义坐标系、拉格朗日方程在机械系统建模中的应用，重点分析柔性体动力学（Flexible Body Dynamics）的导入与处理，即如何考虑零件的弹性变形对整体运动响应的影响。 高级约束与接触力学： 详细解析非线性弹簧、阻尼器、力矩驱动以及复杂的关节摩擦模型的建立。着重讨论多接触面（Mating Condition）的求解策略，以及在高速运动中如何处理冲击和振动问题。 系统级集成与协同仿真： 阐述如何将MBS模型与控制系统（如Simulink/Modelica环境）进行联合仿真，实现机电耦合系统的闭环验证，优化控制算法的性能。 --- 第二部分：工程决策支持：先进的有限元分析（FEA）策略 本部分旨在突破传统线性静力学分析的局限，引导读者掌握利用高阶分析技术解决结构可靠性、耐久性和多物理场耦合问题的能力。 1. 高级网格技术与求解器选择： 自适应网格细化（h/p自适应）： 讲解如何基于应力梯度、能量误差指示器自动调整网格密度，确保关键区域的精度同时保证整体计算效率。重点对比四面体、六面体（映射网格）在不同几何体上的适用性。 非线性分析的全面解析： 深入剖析几何非线性（大变形）、材料非线性（塑性、超弹性）和接触非线性（摩擦、粘连）的处理流程。讲解牛顿-拉夫森法的收敛控制、线搜索算法和平衡路径的追踪技术。 2. 疲劳寿命与失效预测： 高周疲劳（HCF）与低周疲劳（LCF）的评估： 系统介绍基于应力-寿命（S-N曲线）和基于应变-寿命（E-N曲线）的评估方法。阐述如何从瞬态动力学分析结果中提取等效载荷谱或循环载荷。 损伤累积模型： 探讨Miner线性累积法则、马歇尔累积模型等在复杂载荷组合下的应用，并结合损伤本构关系预测结构剩余寿命。 3. 多物理场耦合分析（Multiphysics）： 热-结构耦合（Thermo-Mechanical）： 针对电子设备散热、发动机部件设计，详细介绍稳态和瞬态热载荷对结构应力分布的影响分析流程。 流固耦合（FSI）基础： 概述如何导入CFD分析结果（压力、热流密度）到FEA模型中，进行一次耦合或二次耦合的分析，以准确评估液体或气体载荷对结构变形的影响。 --- 第三部分：数字化制造与智能工艺规划 本部分关注如何将设计意图高效、精准地转化为可执行的制造指令，聚焦于增材制造和复杂数控加工的数字化链条。 1. 增材制造（AM）的设计优化与仿真： 拓扑优化与轻量化设计： 阐述密度法、应力约束法等拓扑优化算法的原理，以及如何将优化结果转换为可制造的、满足打印要求的几何体。重点关注支撑结构的设计与移除策略。 增材制造过程仿真： 讲解基于有限元的热传导和残余应力预测技术，以指导粉末床熔融（PBF）或定向能量沉积（DED）过程中的预热温度和扫描路径的优化，从而减少翘曲和开裂。 2. 高级数控（NC）编程与后处理： 复杂曲面与五轴联动加工策略： 深入探讨刀具路径的优化算法，包括等步长控制、刀具轴倾斜角度的管理，以确保加工过程中刀具与工件的有效接触，避免干涉并提高表面质量。 后处理器的定制化与验证： 强调后处理在CAM流程中的关键性，介绍如何根据特定机床的G代码语法、运动限制（如快速移动的限制）对生成代码进行校验和微调，确保代码的绝对安全性和可执行性。 3. 制造过程的可视化与验证： 虚拟调试与工艺验证： 介绍在实际生产前，利用仿真工具对整个机床加工轨迹进行碰撞检测、切削参数优化以及周期时间预估的方法。重点在于建立设计-仿真-制造的闭环反馈机制。 --- 总结： 本书超越了对单一软件界面功能的堆砌，而是构建了一个跨越设计、分析、制造的集成化工程思维框架。它面向的是需要掌握前沿工程方法论，并能将理论知识转化为解决实际复杂工程问题的专业人士。阅读本书，您将获得的是对现代机械产品开发流程的深刻理解和驾驭能力。

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