具体描述
本书以初学者快速掌握Pro/ENGINEER 2001软件操作的角度出发，以实例操作为引导，从最简单的立方体模型建立入手，以手机造型为主线来展开工业造型设计，突出实用性，使学习者能快速掌握Pro/ENGINEER的造型方法和技巧。
本书详细介绍了Pro/ENGINEER 2001软件的三维造型基本设计方法。内容包括Pro/ENGINEER软件系统简介，软件系统及操作环境介绍，造型的基本方法，模型特征的建立、复制和删除，图层的应用，模型的装配组合，工程图创建等。同时还介绍了产品设计中的参数化优化设计和不同软件间模型的转换方法。
本书适合广大工程技术人员和机械工程类本、专科学生及CAD爱好者学习Pro/ENGINEER软件的需要。
探寻机械设计与制造的宏伟蓝图：一部聚焦前沿工程技术的著作 本书并非探讨Pro/ENGINEER 2001软件在工业造型设计领域的具体操作与应用，而是将视野投向更广阔的现代机械工程设计、先进制造技术以及产品生命周期管理（PLM）的理论与实践前沿。它旨在为工程技术人员、研发工程师以及高年级工科学生提供一套系统化、前瞻性的知识框架，帮助他们理解支撑当代复杂产品开发的核心技术体系。 本书的核心关注点在于系统集成化设计思维，而非单一CAD工具的使用技巧。我们将深入剖析如何从概念产生到最终产品实现的全过程，强调跨学科知识的融合与应用。 --- 第一部分：面向未来的设计理论与方法论 本部分着重于构建现代产品开发的设计哲学和决策框架，超越传统的“绘制”层面，进入“定义”与“优化”的层次。 第一章：系统工程与复杂性管理 现代工程项目，无论是航空航天、精密仪器还是大型制造单元，都体现出高度的系统复杂性。本章首先界定“系统”的内涵，探讨如何运用系统思维来分解、建模和管理这些复杂系统。 需求工程的深化： 探讨如何从模糊的市场需求中提炼出清晰、可量化、可追溯的产品需求规格（PRS）。重点分析需求冲突的识别、优先级排序（如使用AHP或熵权法）以及需求基线的建立与变更控制流程。 功能分解与架构设计： 介绍系统功能分解技术（如功能树、FFBD/IDEF0建模），并深入讲解架构设计原则，包括模块化设计（Modularity）、接口定义（Interface Definition Document, IDD）的重要性，以及如何平衡功能性、可靠性与可制造性之间的关系。 第二章：数字样机（Digital Prototyping）与虚拟测试环境构建 虚拟化是现代工程设计的基础。本章聚焦于如何构建一个能准确反映真实物理世界行为的数字模型，并在此基础上进行高效迭代。 多物理场耦合仿真基础： 介绍结构力学（FEA）、热学分析、流体力学（CFD）的基本理论框架。重点讨论如何选择合适的求解器、网格划分策略以及边界条件的设定，确保仿真结果的准确性和可靠性。 多学科优化（MDO）： 探讨将设计变量、约束条件和目标函数集成到统一优化框架中的方法。介绍梯度法、遗传算法（GA）和粒子群优化（PSO）在工程优化问题中的应用场景和局限性。 第三章：面向生命周期的产品设计（LCA & DFx） 一个产品从摇篮到坟墓的每一个阶段都必须在设计初期被考虑。本章详细阐述了设计如何驱动后续的制造、使用和报废环节的效率与可持续性。 可靠性工程与故障模式与影响分析（FMEA）： 深入探讨如何运用统计学方法预测产品寿命，以及如何通过FMEA识别潜在的失效模式，并制定预防性设计措施。介绍加速寿命试验的设计与数据分析。 可制造性设计（DFM）与可装配性设计（DFA）： 重点分析不同制造工艺（如铸造、焊接、增材制造）对设计几何、公差和材料选择的限制。阐述如何通过模块化和标准化零件来简化装配流程，降低制造成本。 --- 第二部分：先进制造技术与生产系统集成 本部分将目光从图纸转向实际生产线，探讨支撑高精度、柔性化制造的核心技术。 第四章：增材制造（AM）的技术原理与设计约束 增材制造正在重塑产品设计范式。本章不侧重于具体软件，而是深入探讨不同AM工艺（如SLM、EBM、Binder Jetting）背后的材料科学和过程物理。 拓扑优化与轻量化设计： 介绍如何利用有限元分析结果驱动的拓扑优化工具，生成满足特定载荷需求的结构，以及如何将这些复杂的、非传统的几何形状成功转化为可制造的AM文件格式（如.stl或.3mf）并进行后处理。 材料特性与残余应力控制： 探讨AM过程中材料的快速凝固和冷却速率对最终部件微观结构和宏观残余应力的影响，以及相应的热处理和支撑结构设计策略。 第五章：智能制造与工业物联网（IIoT） 现代工厂正向着数据驱动的“智能工厂”演进。本章关注制造过程的数字化和自动化。 数控（NC）编程与后处理： 探讨高级五轴联动加工的运动学控制原理，以及后处理器在将CAM系统生成的数据准确转化为机床指令中的关键作用。重点分析如何优化刀具路径以减少磨损和振动。 制造执行系统（MES）与数据采集： 介绍MES在车间层面的资源调度、质量追溯和设备监控中的作用。讨论如何通过传感器和边缘计算技术，实现对加工过程关键参数的实时监控与反馈控制。 第六章：公差与尺寸链的精密管理 在多零件装配的复杂系统中，公差的合理分配是确保功能性的关键。 统计公差分析（Statistical Tolerance Analysis）： 区别于传统的“最差情况”分析，本章详细介绍如何运用蒙特卡洛模拟等统计方法，更现实地评估装配体的功能裕度，从而在保证质量的前提下实现零件尺寸的放松（即降低加工难度）。 几何尺寸与公差（GD&T）的深化应用： 超越基础的形状和位置公差，深入探讨基准参考系（Datum Reference Frame, DRF）的建立原则，以及如何利用GD&T有效地控制零部件之间的空间关系，确保装配体的功能性能。 --- 结语：工程设计的未来趋势 本书的最终目标是培养读者对工程技术发展的预见性。我们将简要总结当前技术融合的趋势，如数字孪生体（Digital Twin）如何连接设计、制造与运维的闭环，以及人工智能（AI）在设计迭代速度和材料发现中的革命性潜力，为读者指明持续学习和研究的方向。
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