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出版者:国防工业出版社

作者:刘建

出品人:

页数:297

译者:

出版时间:2004-1

价格:27.00元

装帧:平装

isbn号码:9787118032413

丛书系列:

图书标签:

• SolidWorks
• 2003
• 机械设计
• CAD
• 教程
• 入门
• 基础
• 软件
• 工程
• 计算机辅助设计
• SolidWorks

机械设计与制造领域进阶技术指南 深入探索现代制造流程与高级仿真分析 本书籍聚焦于机械设计与先进制造技术的前沿领域，旨在为工程师、设计师以及相关技术人员提供一套全面且深入的实战指南。它摒弃了基础软件操作层面的讲解，转而深入探讨如何利用当代最尖端的工具和方法论，解决复杂的工程问题，优化产品性能，并实现高效的生产制造。 第一部分：面向产品的数字化建模与数据管理 本部分内容详尽阐述了如何从概念设计阶段开始，构建一套完整、可追溯的数字化产品模型。重点不在于如何“画图”，而在于如何“构建知识”。 1. 参数化与特征驱动的高级建模策略： 我们将探讨如何超越简单的实体建模，运用复杂的参数化驱动关系、设计意图捕捉以及基于标准的特征库，来建立能够应对设计迭代和家族化设计的智能模型。内容涵盖高级曲面造型（如NURBS曲面、自由形态曲面）在航空航天和汽车外形设计中的应用，以及如何确保复杂几何体的公差和可制造性分析提前融入模型。讨论将深入到模型的拓扑优化前的准备工作，以及如何利用模型驱动的注释（Model-Based Definition, MBD）来减少对传统二维工程图的依赖。 2. 产品全生命周期数据管理（PLM集成）： 本书详细剖析了现代产品数据管理系统（PDM/PLM）在协同设计中的核心作用。我们将分析如何在多学科团队中实现设计数据的版本控制、配置管理和变更控制。重点在于如何建立数据接口和标准，确保设计数据能够无缝对接上游的需求管理和下游的制造执行系统（MES）。特别关注在知识产权保护和供应链协同中，如何安全、有效地共享和使用数字模型。 第二部分：高性能仿真分析与优化设计 本章内容是本书的核心，它侧重于利用计算模拟技术来预测产品在真实工况下的行为，从而实现“零原型”的优化目标。 1. 结构力学的高级有限元分析（FEA）： 深入讲解非线性分析的实施与求解器选择。内容涵盖材料的弹塑性、蠕变、疲劳损伤模型（如低周疲劳LMF、高周疲劳HMF）的建立与应用。重点解析了接触分析中的收敛性问题处理、复杂装配体的预紧力施加，以及如何对冲击、爆炸等瞬态动力学问题进行准确建模和后处理。我们还将介绍如何利用并行计算技术加速大型模型的求解过程。 2. 多物理场耦合仿真（Multiphysics）： 本节内容聚焦于现代工程中常见的耦合问题。详细介绍热-结构耦合（如电子设备散热设计）、流体-结构相互作用（FSI，如柔性结构在流体载荷下的响应），以及电磁场对结构完整性的影响分析。讲解如何选择合适的求解器组合（如成对求解器或全耦合求解器）以及边界条件的精确定义，以避免引入不必要的计算误差。 3. 优化设计方法的集成与应用： 本书将拓扑优化、形状优化和尺寸优化的理论与实践相结合。内容将指导读者如何定义合理的载荷工况、约束条件和性能指标（目标函数），并通过迭代算法找到最佳的设计空间布局。讨论将延伸至如何将优化结果（通常是自由形态的几何）成功转化为可制造的CAD模型，以及如何利用响应面法（RSM）进行快速的参数研究。 第三部分：面向增材制造（AM）的设计与工艺验证 随着增材制造技术的成熟，设计方法的转变成为必然。本部分专门探讨如何针对不同的AM技术（如SLM、EBM、SLA）进行设计和性能评估。 1. 增材制造设计指南（DFAM）： 讲解如何设计出具有最优性能和最低制造成本的零件。内容包括：支撑结构的设计与移除策略、残余应力预测与控制、考虑打印方向的各向异性材料性能建模。我们将分析内部晶格结构（Lattice Structure）的设计与生成，以及如何利用这些结构来减轻重量、提高吸能性能。 2. 过程模拟与质量控制： 深入介绍增材制造过程模拟（Process Simulation）的重要性。详细说明如何模拟激光熔化过程中的热历史、凝固收缩和残余应力的形成。指导读者如何根据模拟结果调整工艺参数（如扫描速度、激光功率），以确保最终部件的几何精度和材料微观结构的一致性，从而避免常见的缺陷（如未熔合、气孔）。 第四部分：先进制造工艺的数字化集成 本章将设计数字化信息链条延伸至生产车间，关注如何实现设计与制造的无缝衔接。 1. 高级数控（NC）编程与后处理： 超越基础G代码生成，本书讨论复杂的五轴联动加工策略，特别是针对复杂曲面和自由曲面零件的刀具路径优化，以提高表面光洁度和刀具寿命。重点介绍如何利用先进的后处理器（Post-Processor）来确保生成的代码与特定的机床控制器完全兼容，并集成实时的加工过程监控数据。 2. 质量检测与逆向工程集成： 探讨如何利用接触式（CMM）和非接触式（激光扫描、结构光）测量数据来验证零件的制造精度。内容包括：如何将测量点云数据与初始CAD模型进行偏差分析（GD&T公差验证），以及在制造误差累积时，如何利用先进的逆向工程技术对现有零件进行快速数字化重建和修正，形成闭环反馈。 本书籍要求读者具备一定的机械原理和基础CAD操作经验，是面向专业人士和寻求技术深化的学习者的必备参考书。它提供的是一套解决复杂工程问题的思维框架和工具集，而非简单的操作手册。

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我必须承认，当我真正开始尝试书中的高级应用案例时，才体会到“教程”和“实战”之间的鸿沟。书中的应用实例，比如一个简单的齿轮箱设计，流程是清晰的，但缺少了一些实际工作中会遇到的“陷阱”和“变通方法”。例如，书中假设我们的零件都是在完美的环境下生成的，但现实中，常常需要处理从其他CAD软件导入的、带有缝隙或几何错误的模型，而这本书几乎没有提及如何用2003版本的工具去“急救”这些损坏的几何体。此外，对于钣金件和焊接件的专项模块，讲解得略显单薄。虽然基础操作都有覆盖，但当涉及到弯曲件的展开补偿、多角度焊接件的自动倒角规则时，我还是得去翻阅其他更专业的资料。这本书更像是一个坚实的地基，它让你站稳脚跟，但要盖起摩天大楼，你还需要学习如何应对复杂的结构力学和材料特性对模型的影响，而这些，显然超出了一个入门教程的范畴。

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这本《SolidWorks 2003基础与应用教程》的封面设计得相当朴实，封面上那略显过时的科技蓝和银灰色搭配，一下子就把我带回了那个Windows XP盛行的年代。我当初买这本书，是希望能快速上手这个当时还算新兴的3D建模软件，毕竟那时候网上的教程资源远不如现在丰富。书本的装帧质量中规中矩，拿在手里沉甸甸的，纸张不算太精良，但油墨印刷还算清晰，至少不会影响看图。刚翻开目录，我就意识到这可能不是一本“速成宝典”，它详尽的章节划分，从最基础的草图绘制到复杂的装配体操作，都做了系统性的梳理。特别是对于初学者来说，这种循序渐进的结构非常有安全感，不像有些教程上来就堆砌高级功能，让人望而却步。虽然现在看来，2003年的界面和功能可能已经有些落伍，但对于理解机械设计的基本逻辑和SolidWorks的底层逻辑，这本书打下的基础是相当扎实的。我记得我花了好几天时间，对照书里的每一个步骤，在电脑上反复尝试，那些关于基准面、拉伸、扫掠的练习，至今想起来依然历历在目，它们帮我建立了一种“三维思维”的框架，这比单纯学会某个命令更有价值。

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这本书最大的优点，也是它最“时代感”的体现，在于其对“建模理念”的强调，而非对“新特性”的追逐。在今天，SolidWorks的功能迭代速度非常快，每年都会增加许多智能化的功能，比如更强大的拓扑优化或者云协作。然而，这本书固守在2003年的版本框架内，反而迫使学习者去思考，抛开那些花哨的自动化工具，一个优秀的三维模型背后的核心结构逻辑是什么？它教我的不是如何快速地得到一个结果，而是如何建立一个健壮、易于修改的模型结构。那些关于草图驱动的依赖关系、特征树的逻辑排序的讲解，即便在最新的版本中依然是金科玉律。这本书的使用体验就像是学习一门经典的外语——语法结构是死的，但你掌握了它，就能理解所有基于此结构衍生出的新表达。它为我打开了一个通往机械设计世界的大门，虽然门本身略显陈旧，但门后的风景却是永恒的。

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说实话，这本书的讲解风格带着一股浓厚的学院派气息，用词严谨，几乎没有太多花哨的语言来吸引眼球，完全是教科书式的严谨和一丝不苟。我尤其欣赏它在解释每一个工具栏图标背后的设计哲学时所花费的篇幅。比如，在讲到“特征”部分时，作者并没有简单地告诉我们“点击这个按钮可以拉伸”，而是深入剖析了为什么要用“拉伸凸台”而不是“拉伸切除”作为第一个操作，以及它们在拓扑结构上的区别。这使得我在使用软件时，不仅仅停留在“会用”的层面，还能理解“为什么要这么用”。阅读过程中，我最大的感受是它对“流程控制”的重视。书中大量篇幅用于讲解如何有效地管理设计意图，如何通过“特性管理器”来追踪和修改历史特征，这在后来的复杂项目设计中，为我省去了无数次推倒重来的麻烦。当然，那时候的排版技术也限制了它的视觉吸引力，大段的文字描述常常需要配合着相对较小的截图，眼睛看久了确实容易疲劳，但这丝毫不影响其内容的深度和准确性。

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这本书的作者群似乎非常专注于软件本身的功能实现，对于“设计规范”和“行业标准”的介绍相对薄弱。比如，在讲解工程图输出时，虽然详细演示了如何标注尺寸和公差，但对于ISO标准和ASME标准的具体差异，以及如何在图纸上体现“几何尺寸和公差”（GD&T）的复杂符号，几乎是一笔带过。我记得当时为了弄懂一个形位公差符号的真正含义，我不得不去图书馆借阅更专业的机械制图书籍。从另一个角度看，也许这也是那个时代软件教程的共同特点——重功能介绍，轻行业实践。不过，对于一个刚刚接触CAD的本科生而言，这本书提供的工具集无疑是完整的，它教会了我如何将脑海中的三维想法转化为屏幕上的数字模型，那种“掌控”自己创造物的成就感是无法替代的。它就像一位非常耐心的老教授，用最朴素的语言，确保你理解每一个基本概念，哪怕有些概念现在看来已经过时了。

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