Unigraphics II模型設計基礎篇18版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:知城

作者:黃俊明、吳

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002年11月15日

价格:NT$ 600

装帧:

isbn号码:9789867845351

丛书系列:

图书标签:

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• 设计
• 机械设计
• 工业设计
• 软件教程
• 工程图
• 三维建模

精密机械设计与制造中的关键技术探析 本书聚焦于现代机械工程领域中，从概念设计到最终制造实现过程所必需掌握的核心理论、前沿技术与实践经验。它并非侧重于特定软件的操作手册，而是深入剖析了驱动先进产品开发背后的工程原理与系统化方法论。 --- 第一章：现代设计思维与产品生命周期管理（PLM）的系统构建 本章旨在为读者奠定一个宏大而坚实的设计哲学基础，超越单纯的绘图技能，转向以价值和性能为导向的工程决策。 1.1 设计的本质与创新驱动力： 探讨什么是真正的工程创新，区分“迭代改进”与“颠覆式创新”的差异。深入分析创新周期中“需求识别—概念生成—方案评估”这三个关键阶段的内在逻辑与转化机制。重点讨论如何通过情境分析（Contextual Inquiry）来捕捉潜在的、用户尚未明确表达的深层需求。 1.2 产品生命周期管理（PLM）的战略视角： 系统介绍PLM系统的核心价值，不仅限于数据管理，更在于知识沉淀与跨部门协同。分析从概念设计（Idea Generation）到研发（R&D）、生产（Manufacturing）、服务（Service）直至报废（End-of-Life）的完整流程中，信息流、物料流和资金流的闭环管理策略。重点解析“数字主线”（Digital Thread）在确保信息一致性方面的关键作用。 1.3 需求工程与规格定义： 详细阐述需求获取、分析、验证与维护的完整流程。讨论定性需求（如可用性、可靠性）如何转化为可量化的工程规格（Quantitative Specifications）。引入基于风险的规格分配方法，确保设计资源的有效聚焦于高风险、高影响的特性上。 第二章：先进材料科学与结构完整性分析 本章深入探讨支撑现代机械系统性能极限的材料选择原则与结构应力分析的严谨性。 2.1 结构材料的选型逻辑： 比较分析金属合金（高熵合金、先进钢材）、复合材料（碳纤维增强聚合物CFRP、陶瓷基复合材料CMC）以及新型增材制造（AM）专用材料的力学、热学和腐蚀性能。强调在复杂工况下，材料的疲劳极限、蠕变特性和断裂韧性的评估方法。 2.2 载荷识别与极端条件下的分析： 详细介绍动态载荷、冲击载荷、热载荷和交变载荷的精确识别与建模技术。探讨如何处理非线性载荷条件（如接触非线性、大变形）。引入高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的判据及其在寿命预测中的应用。 2.3 结构稳定性与故障模式分析： 阐述屈曲分析（Buckling Analysis）在细长结构设计中的重要性，并比较线性屈曲与非线性屈曲的适用场景。系统介绍故障模式与影响分析（FMEA）和故障树分析（FTA）在结构设计验证阶段的应用，以系统性地排除潜在的失效路径。 第三章：面向制造的设计（DFM）与先进制造工艺集成 本章侧重于将设计蓝图转化为可高效、低成本生产的物理实体的转化过程，强调设计对制造可行性的反馈机制。 3.1 传统制造工艺的优化设计： 深入探讨切削加工（CNC）中刀具路径优化、残余应力控制对零件精度和强度的影响。分析铸造、锻造过程中的充型模拟与晶粒结构控制，以及如何通过设计壁厚均匀性来规避缩孔和冷隔。 3.2 增材制造（AM）的设计范式转变： 重点分析AM工艺对传统设计约束的突破与新约束的产生。讨论如何进行点阵结构（Lattice Structure）设计以实现轻量化与性能的最优化平衡。解析热管理在选区激光熔化（SLM）过程中对零件残余应力和微观结构的影响，以及如何通过“设计为AM”（DfAM）策略来充分利用其自由度。 3.3 表面工程与精密装配： 介绍提高表面耐磨性、耐腐蚀性的关键表面处理技术（如PVD/CVD涂层、热喷涂）。探讨在精密机械系统中，公差链的累积效应分析与互换性设计原则，确保装配的准确性和可靠性。 第四章：系统动力学、控制理论与机电耦合 本章涵盖了运动部件的性能优化以及如何通过智能控制实现系统级的功能集成。 4.1 运动机构的综合设计与优化： 分析连杆机构、凸轮机构、齿轮传动和空间机构的运动学与动力学建模。重点讲解如何使用多体动力学（MBD）仿真来预测机构的振动、冲击和效率损失，并采用灵敏度分析来优化关键几何参数。 4.2 振动、噪声与平稳性控制： 深入探讨机械系统的固有频率、模态分析及其与外部激励的共振现象。介绍主动和被动减振降噪技术，如阻尼器设计、隔振系统的匹配设计，以满足高端设备对平稳运行的要求。 4.3 机电一体化中的反馈控制基础： 简要回顾经典控制理论（PID）在线性系统中的应用，并引向现代控制理论在复杂机械系统中的必要性。讨论传感器技术（如光电编码器、力/力矩传感器）的选择标准，以及如何将控制算法嵌入到嵌入式系统中，实现闭环的精确姿态或力控制。 第五章：设计验证、性能评估与可靠性工程 本章聚焦于如何通过严谨的测试和分析手段来证明设计满足所有工程目标，并确保其长期服役的可靠性。 5.1 仿真与物理测试的集成验证： 强调“仿真驱动的测试”理念。讨论有限元分析（FEA）结果与实际疲劳测试、冲击测试数据的校准与互认标准。介绍在设计早期阶段进行“快速原型验证”的有效方法论。 5.2 可靠性预测与寿命分析： 介绍可靠性指标（如MTBF、失效率函数）的计算。深入探讨加速寿命试验（ALT）的设计与数据外推方法，尤其适用于新材料和新工艺的初期产品。讲解如何基于“Weibull分布”等统计模型来制定预防性维护计划。 5.3 人机工程学与安全标准： 探讨机械设备在操作、维护界面设计中应遵循的人因工程学原则，确保操作的直观性和安全性。分析相关国际标准（如ISO、ASME）中对机械安全、操作空间和防护措施的强制性要求，并将这些要求前置到设计阶段进行考量。 --- 本书的目标读者群体包括： 机械工程、设计制造、材料科学等专业的本科高年级学生和研究生；致力于产品创新和工艺改进的工程师、研发人员；以及希望系统性提升工程实践深度和广度的技术管理者。本书力求提供一个全面、深入且具有前瞻性的工程知识框架，为应对未来复杂工程挑战做好准备。

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对于我这种偏向模具设计背景的人来说，工程图纸的理解和应用是重中之重。这本书在“工程图生成与标注”这块的力度是空前的。它不仅仅是教你怎么点击“生成视图”按钮，而是深入探讨了国标（GB）和国际标准（ISO）在三维模型投影上的细微差别，以及如何在软件中高效地实现标准化的尺寸和公差标注。我特别欣赏其中关于“基准特征选择”的章节，作者通过几个经典的夹具设计案例，生动地说明了为什么选择一个错误的基准面会导致整个工序的测量困难。更令人称赞的是，书中还附带了一个非常详尽的“图纸审核清单”，这个清单是作者多年经验的结晶，从标题栏的填写规范到视图的完整性检查，一步不漏，直接拿来就能用在质检环节。这部分内容，对于希望从绘图员晋升到结构设计工程师的人来说，简直是无价之宝，它弥合了“画图”与“工程交付”之间的鸿沟。

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这本书的语言风格非常沉稳、内敛，带着一种老派工匠的严谨，但又不失亲切感。阅读体验非常流畅，它没有那种故作高深的学术腔调，而是用一种“过来人指导你”的姿态，娓娓道来。我最喜欢它在处理软件特定操作时的“陷阱预警”部分。比如，在进行布尔运算（加减交）时，书中会用醒目的颜色块标注出哪些情况下容易产生“冗余边”或“自相交”的面，并提供了即时的修复方案。这种前瞻性的提醒，避免了读者在后续的曲面重构或网格划分时遇到不必要的麻烦。而且，书中在介绍一些高级功能（比如参数化驱动）时，并没有直接跳到复杂的公式编写，而是先用一个生活中的例子（比如伸缩的望远镜结构）来建立直观的联系，这种“由简入繁”的教学思路，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。它真正做到了让读者在学习软件命令的同时，也培养了对模型“健壮性”的追求。

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这本书的封面设计简洁有力，那种深邃的蓝色调配上白色的字体，立刻给人一种专业、严谨的感觉。我刚拿到手的时候，立刻被它厚重的质感所吸引，翻开第一页，清晰的图文排版就让人心情愉悦。特别是关于曲面造型那几章，作者似乎是把最复杂的问题都拆解成了最基础的几何原理来阐述，即便是像我这种初学CAD软件的人，也能很快抓住核心概念。书中对工具栏的每一个图标都有详尽的图解和功能说明，绝不是那种干巴巴的文字堆砌，而是结合了实际操作的案例，让人一看就明白“这个按钮是干嘛的，什么时候该用它”。对于草图绘制的精度控制部分，我个人觉得受益匪浅，以前总觉得画线不直、圆弧不顺畅，这本书里提供的约束技巧，简直是打开了新世界的大门，真正体会到了参数化设计的美妙之处。而且，不同于市面上很多教程只关注“如何操作”，这本书更注重“为什么要这么操作”，对背后的设计哲学探讨得相当深入，让你不仅仅是学会了一个软件，更像是在学习一种新的思维方式。这本书的价值，远超出了一个软件手册的范畴，更像是一本工业设计的入门精典，值得反复研读。

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我是在一个急需快速上手新项目的压力下接触到这本教材的，说实话，一开始我对“基础篇”有点不屑，觉得肯定都是些老掉牙的内容。结果，我错了。这本书最让我惊喜的是它对高级建模流程的预处理阶段的重视。它花了大篇幅讲解了项目启动前期的“数据准备”和“特征识别”策略，这一点是很多速成教程里完全忽略掉的。作者非常强调“拓扑结构”对后续修改的影响，这一点非常实在，因为它直接关系到项目周期内的返工率。比如，书中对不同类型零件（比如钣金件和铸件）的建模优先级做了详细对比分析，让我明白了在实际生产中，时间成本才是决定建模方案优劣的关键因素。书中的插图质量非常高，很多复杂部件的剖面图，用三维箭头和颜色标记清晰地指出了哪个特征是先建的，哪个是后建的，这种“时间序列”的展示方式，极大地帮助了我理解特征历史树的构建逻辑。读完这部分，我感觉自己对“设计意图”的软件表达有了更深刻的理解，不再是单纯地堆砌几何体，而是有计划地构建一个可控的模型。

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老实说，市面上关于这个领域的书汗牛充栋，但大多都是针对特定版本或特定应用场景的“工具书”。而这本《模型设计基础篇》最难能可贵之处，在于它对“设计思维”的培养。它不是简单地罗列命令，而是引导你去思考：“我希望这个零件在现实世界中如何运作？”。书中对于如何建立一个“可变组件库”的讲解，非常具有前瞻性，这涉及到了设计重用性和标准化的问题。作者详细阐述了如何利用层级管理和命名规范来构建一个易于维护的大型装配体，这一点对于参与大型项目至关重要。我特别留意了它对“轻量化设计”的初步介绍，尽管只是基础篇，但已经提到了如何通过有限元分析的初步结果来反向指导几何造型的简化，这使得初学者一开始就接触到了性能驱动的设计理念。这本书更像是一位经验丰富的导师，在你刚踏入工业设计的大门时，为你指明了长期发展方向，让人感觉扎实、可靠，是值得长期保留在工作台旁边的参考书。

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