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出版者:机械工业出版社

作者:江洪

出品人:

页数:299

译者:

出版时间:2006-1

价格:32.00元

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787111135241

丛书系列:

图书标签:

• SolidWorks
• 2006
• 机械设计
• CAD
• 教程
• 入门
• 软件
• 工程
• 计算机辅助设计
• SolidWorks基础

经典软件进阶与现代设计趋势探析 主题：面向中高级用户的软件应用深化、跨领域集成技术及未来设计理念的整合实践 本书并非侧重于某一特定版本入门操作的指导手册，而是深入探讨了主流三维CAD/CAE/CAM平台在复杂工程问题解决中的高级应用策略，以及如何将这些工具融入现代产品开发流程（PDT）中。全书以“效率最大化”与“设计创新驱动”为核心，旨在帮助有一定基础的设计师、工程师以及技术管理者实现从“会用软件”到“用软件解决复杂问题”的质的飞跃。 第一部分：高级建模技巧与复杂曲面重构（The Apex of Parametric Sculpting） 本部分将彻底摒弃基础的拉伸、旋转等简单特征构建方法，转而聚焦于处理工业设计中常见的、对精度和可制造性要求极高的复杂曲面和自由形态结构。 1. 混合驱动的拓扑优化建模： 介绍如何结合参数化驱动与直接建模（Direct Modeling）的优势，快速迭代和修改由客户或结构分析反馈驱动的几何体。重点解析在不破坏现有特征链条的前提下，对复杂曲面边界进行精确局部调整的技术。深入探讨边界表示（B-rep）的底层逻辑，以及在复杂装配环境中，如何通过“同步建模”技术确保多部件间的几何一致性。 2. 逆向工程与点云数据的高精度拟合： 针对现有零件的修复、逆向设计或对现有模具的数字化重建需求，本书详细阐述了从三维扫描点云数据导入到构建可编辑、可制造的NURBS曲面模型的全流程。内容包括点云数据的预处理（去噪、降采样），不同曲面拟合算法（最小二乘法、曲率匹配）的适用场景分析，以及如何利用曲率连续性（G2/G3）标准，保证重构曲面的视觉美感和后续CAE分析的有效性。 3. 模块化设计与设计意图管理： 探讨如何构建高度参数化、可复用的设计“母体”。这包括深入研究配置表（Design Tables）的高级应用，如利用外部数据源（如Excel或数据库）驱动模型尺寸和特征变化，实现“设计自动化”。此外，还将详细讲解如何利用设计意图（Design Intent）工具集，确保模型在未来修改时，能够自动遵循预设的工程逻辑，大幅降低维护成本。 第二部分：仿真、分析与设计验证的深度集成（CAE Deep Dive and Integrated Validation） 本书不满足于简单地运行标准线性分析，而是侧重于如何将CAE工具深度嵌入到设计周期的早期阶段，实现“仿真驱动设计”（Simulation-Driven Design）。 1. 高级非线性与多物理场耦合分析： 涵盖在典型机械结构中常见的接触、大变形、材料非线性（如橡胶、塑料成型）等复杂工况的建模与求解设置。重点剖析了如何有效地定义接触刚度、选择合适的接触算法（如Penalties、Augmented Lagrange）以获得收敛稳定的结果。同时，介绍了热-力耦合分析（Thermo-Mechanical Coupling）在精密仪器和电子散热设计中的应用实例。 2. 疲劳寿命预测与可靠性评估： 超越瞬时应力分析，本书着重讲解了如何根据实际工作载荷谱，运用S-N曲线法或E-N曲线法进行高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）寿命评估。讨论了应力集中区域的识别、关键特征的几何优化以延长疲劳寿命的策略。 3. 轻量化与拓扑优化工作流： 详细阐述了在有限元分析环境中，如何设定目标函数、约束条件（如载荷、位移、制造约束）并执行拓扑优化。关键在于指导读者如何解析优化结果，将其“翻译”回可制造的CAD几何形状，并避免优化算法带来的非工程化结构。 第三部分：先进制造与数据互操作性（Bridging Design to Production） 现代工程的挑战在于如何高效地将设计数据转化为可生产的实体，并确保数据在不同软件环境间的无损传递。 1. 五轴及复杂路径数控加工策略（CAM）： 针对传统三轴加工难以实现的复杂曲面和内部特征，本书深入讲解了五轴联动加工的编程逻辑。内容包括刀具轴的控制策略（Tilt-Shaving、Swivel Angle限制）、切削路径的优化以保证表面质量（避免螺旋线残留），以及Post Processor（后处理器）的定制与调试，确保G代码与特定机床的完美匹配。 2. 增材制造（3D打印）的DFAM： 探讨面向增材制造的设计（Design for Additive Manufacturing, DFAM）的核心原则。这包括支撑结构的优化设计、残余应力的预估与减轻、以及如何利用软件内置的晶格结构生成器（Lattice Generator）实现轻量化与结构性能的统一。 3. 数据交换标准与PLM集成： 讨论了STEP、IGES、Parasolid等中性文件格式的优缺点及在不同CAD系统间的兼容性问题。更重要的是，系统地介绍了如何将CAD模型与产品生命周期管理（PLM）系统集成，实现设计版本控制、BOM自动化生成和工程变更流程的数字化管理。 第四部分：未来趋势与跨学科视野（Visionary Engineering and System Integration） 本部分着眼于行业前沿，探讨设计工具如何适应工业4.0和智能制造的需求。 1. 虚拟现实/增强现实在设计评审中的应用： 介绍如何将高精度CAD模型导入VR/AR环境，进行沉浸式的设计评审、人体工程学评估和装配指导。探讨这种“所见即所得”的交互方式如何缩短传统物理样机制作周期。 2. 基于模型的基础系统工程（MBSE）的初步接触： 探讨如何通过将工程需求、功能分解、以及系统行为模型（而非仅仅是几何模型）纳入统一的数字主线，实现更早期的系统级验证，减少后期集成冲突。 3. 可持续性设计考量（Design for Sustainability）： 引入“摇篮到摇篮”的设计理念，指导工程师在选材、加工路径和产品生命周期结束时的可回收性等方面，进行前瞻性的设计决策，使设计更具环境责任感。 本书的读者应具备对基础三维建模和工程制图有扎实的理解，渴望挑战更复杂的设计任务，并希望将仿真、分析和制造工艺融入到其日常设计工作流中的专业人士。

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这本书的配套练习题设置，可以说是非常“硬核”了。它不是那种随便画个螺栓螺母的练习，而是设计了一些具有工程背景的零部件，要求你必须综合运用前文介绍的多种特征才能完成。比如，有一个关于叶轮的练习，要求你必须熟练掌握“圆周阵列”和“高级扫描轮廓”的配合使用，这对当时的我来说算是一个不小的挑战。但正是在攻克这些练习的过程中，我才真正掌握了软件的精髓。而且，这本书的作者在描述某些复杂命令时，习惯性地会提到软件内部的一些“陷阱”或“兼容性问题”，这种经验之谈是非常宝贵的。我记得有一次在处理复杂的倒角时遇到了问题，回头查阅这本书，发现作者早已预警了该特定版本软件在此操作中的一个Bug，并给出了替代方案。这种前瞻性的指导，在其他很多新出的教程中反而找不到，因为它们往往只关注当前版本的“完美”状态，而忽略了历史遗留或版本间的差异。因此，这本书更像是一部经过时间检验的、带有“使用心得”的工具书。

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这本书的封面设计倒是挺经典的，那种带着点年代感的蓝白色调，让人一下子就联想到了早些年那些厚重的专业教材。我入手这本书的时候，其实是抱着一种很功利的心态，就是想快速上手一些基础的建模操作。说实话，光是翻阅目录就能感受到作者在结构上的用心，从最基础的绘图环境设置，到零件设计、装配体，再到工程图的绘制，流程是相当清晰的。我记得最清楚的是关于草图约束那一部分，讲解得极其细致，用了很多图例来解释“过约束”和“欠约束”的概念，这一点对于新手来说简直是救命稻草。很多其他教程里都会一笔带过，但这本书像是手把手教你走路，生怕你跟不上。比如，书中对于“基准面”的选取和定位逻辑的阐述，就比我之前看过的几本盗版资料要深入得多。它没有急于展示那些炫酷的曲面造型，而是非常扎实地从二维转三维的基本逻辑入手，这使得我在建立第一个复杂零件时，心里有底。那种感觉就像是学做菜，先把你最基础的切菜刀法练好，而不是直接让你去挑战法式大餐的主菜。我个人最欣赏的是，它没有把SolidWorks仅仅当作一个工具来介绍，而是试图让你理解背后的几何原理，这对于想精通设计的人来说，价值远超学会几个命令。

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这本书的排版和配图，坦白讲，体现了那个时代的特点——字体可能不是最新潮的，但图示的清晰度毋庸置疑。我当时拿到的是纸质版，内页的截图非常清晰，虽然分辨率没有现在软件界面的那么高，但关键的图标和菜单栏的位置都标注得非常准确。我印象特别深的是关于“装配体”环境的学习部分。很多教程在讲装配时，往往只关注“配合”这个动作，但这本书花了大量篇幅讲解了“自顶向下”和“自底向上”两种设计方法的优劣，以及如何高效地管理大型装配体的性能问题。例如，书中关于“简化表示”的运用，简直是我的救星。当时我参与的项目里有上千个零件，电脑经常卡死，就是靠着书中介绍的那些优化技巧，才得以流畅工作。此外，它对“参考几何”的运用讲解得也非常到位，如何利用平面、轴和点来建立稳健的装配关系，避免出现不必要的浮动，这一点在后期的维护阶段显得尤为重要。这本书的深度已经超越了“初级入门”，更像是一本“效率手册”。

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说实话，这本书的文字风格偏向于那种严谨的学院派，阅读体验上稍微有点枯燥，但绝对是干货满满，没有那种为了凑页数而堆砌的“水分”。我当时工作需要快速掌握2D转3D的流程，这本书在零件特征的创建上，尤其是对“拉伸”、“旋转”和“扫掠”这三大基本特征的讲解，可以说是教科书级别的范本。我特别记住了其中一节，详细对比了使用“特征工程”和“拔模特征”在复杂斜面处理上的区别和效率差异，这一点在后来的实际项目中帮了我大忙。我记得当时同事都在用一些快捷操作，但我通过这本书理解了每一步操作背后的几何关系，所以我的模型结构更稳定，修改起来也更不容易出错。这本书的逻辑推进非常平滑，从一个简单的方块开始，逐步加入孔、倒角、圆角，每增加一个操作，都会立刻告诉你这个操作如何影响模型的后续编辑。对我来说，这本书最大的价值在于构建了一个“结构化的思维模型”，而不是仅仅教你“点这里”和“点那里”。如果你是那种希望理解“为什么这么做”而不是只知道“怎么做”的设计师，这本书的深度绝对能满足你对基础认知的要求。

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对于一名自学者来说，这本书最大的优势在于它的“完整性”和“自洽性”。它很少提及其他辅助软件或者第三方插件，而是将所有的重点都放在SolidWorks本身的功能体系构建上。工程图那一章是本书的收尾高潮，它并没有将工程图处理得像一个次要的步骤，而是用接近于一本小型专业手册的篇幅来讲解了标准的视图创建、剖视图的绘制规范、以及尺寸标注的优先级。我后来在做正式的设计文档时，发现书中所教的标注逻辑，与我们公司的标准流程高度吻合。它非常强调“图纸即是合同”的理念，要求标注的清晰度必须达到可制造的水平。特别是关于GD&T（几何尺寸和公差）的初步介绍，虽然篇幅不深，但足以让一个新手明白为什么有些标注需要特殊的符号和位置。这本书给我打下的基础，使得我在后续学习更高级的分析模块（如有限元分析）时，能够更有信心地去构建准确的初始模型，因为我知道模型本身的几何定义是牢靠的。它教会了我如何“正确地”使用这个工具，而不仅仅是“能用”这个工具。

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