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出版者:人民邮电出版社

作者:谢宏威

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:2007-1

价格:34.0

装帧:平装

isbn号码:9787115154118

丛书系列:

图书标签:

• SolidWorks
• SolidWorks 2006
• 机械设计
• CAD
• 中文教程
• 工程制图
• 软件操作
• 建模
• 装配
• 绘图
• 教程

深入探索机械设计与工程仿真：一本面向未来的技术手册 书名：现代机械设计原理与高级工程仿真技术 内容简介： 本书并非市面上常见的特定软件操作手册，而是一部立足于现代机械工程核心理论，并深度结合前沿仿真分析方法的综合性技术指南。我们旨在为读者构建一个坚实的理论基础，同时教授如何运用先进的数值计算工具来解决复杂的工程问题，从而实现从“会画图”到“会设计、会验证”的质的飞跃。 本书内容涵盖了机械设计理论的精髓、材料科学的最新进展，以及如何将这些知识转化为可靠、高效、可量产的工程解决方案。它主要分为四大核心模块，层层递进，确保读者能够系统地掌握现代机械工程师所需具备的关键能力。 --- 第一部分：机械设计理论的再审视与深化 本部分不再赘述基础的几何公差与配合，而是将焦点放在更具挑战性的设计课题上。 1. 机构动力学与振动控制： 深入探讨复杂多自由度系统的运动学和动力学分析。详细阐述拉格朗日方程在非完整约束系统中的应用，以及如何建立精确的运动模型。重点分析周期性受力下的机械振动特性，包括模态分析、强迫振动、以及如何设计有效的隔振和阻尼系统，以满足高精度和高可靠性设备的要求。 2. 机械系统可靠性设计与寿命预测： 超越传统的许用应力法。本章详细介绍了概率设计方法，包括傅斯-冯·米塞斯准则（Von Mises Criteria）的进阶应用以及更适合复杂载荷情况下的失效概率计算。引入了疲劳累积损伤理论（如Miner准则的修正版本），并结合实际工况数据，指导读者进行系统级的寿命预测与优化。 3. 先进传动系统的设计与优化： 聚焦于高负载、高效率传动技术。详细剖析了准双曲面齿轮、行星齿轮组的承载能力计算与热力学分析。对于非标准传动（如谐波传动、磁力驱动），本书提供了详细的结构设计参数选择指南和制造公差对性能影响的评估模型。 --- 第二部分：材料科学与先进制造的耦合 现代设计依赖于材料的极限性能。本部分将理论与制造工艺紧密结合。 1. 工程材料的本构关系与温度效应： 系统梳理了金属、复合材料及高分子材料的应力-应变曲线。特别关注材料在极端温度（超低温或高温）下的力学性能变化，以及蠕变和应变时效对长期结构稳定性的影响。 2. 增材制造（3D打印）的结构设计考量： 随着增材制造技术的成熟，设计规则正在被颠覆。本章专门讲解如何根据选择性激光熔化（SLM）或电子束熔化（EBM）的工艺特点，设计出具有最优内部微观结构和最小残余应力的零件。探讨了各向异性对最终产品力学性能的影响。 3. 表面工程与界面力学： 研究如何通过热处理、镀层、渗碳渗氮等表面改性技术，显著提高零件的耐磨损和抗腐蚀性能。引入了薄膜与基体之间的界面粘附强度理论，用于评估涂层剥落的风险。 --- 第三部分：高级工程仿真与数值方法实践 本部分是本书的核心，旨在教会读者如何从“软件用户”转变为“仿真分析专家”。 1. 有限元分析（FEA）的理论基础与建模精度控制： 深入探讨单元类型选择（如四面体与六面体单元的适用场景）、网格划分对结果收敛性的影响（网格独立性研究）。详细介绍了接触算法（如罚函数法、增广拉格朗日法）在复杂装配体中的选择与调优，确保仿真结果的物理真实性。 2. 非线性分析的高级技巧： 涵盖了几何非线性（大变形）、材料非线性（塑性、超弹性）和接触非线性问题的求解策略。重点讲解如何正确设定载荷增量步长和收敛标准，以避免计算中断或陷入错误的平衡点。 3. 多物理场耦合仿真（Multiphysics）： 这是解决现代工程难题的关键。本书详尽介绍了热-结构耦合（分析焊接变形或电机散热）、流固耦合（FSI，分析管道振动或空气动力学效应）以及电磁-结构耦合（分析电磁阀或马达的动态响应）。读者将学会如何在一个统一的框架下协调不同物理场之间的相互作用。 4. 优化设计与设计空间探索： 介绍如何利用梯度法、遗传算法等优化技术，结合仿真结果，自动寻找满足多约束条件（强度、刚度、质量）的最优设计参数集。 --- 第四部分：系统集成与项目实战案例分析 理论和仿真工具必须应用于真实的工程场景。本部分通过几个复杂的案例，展示知识的整合应用。 1. 高速旋转机械的动态平衡与临界转速分析： 以涡轮机转子为例，演示如何结合模态分析、Campbell图和转子动力学理论，精确预测系统的临界转速区域，并设计出有效的转子质量校正方案。 2. 复杂模具的热流分析与寿命评估： 针对注塑模具，结合导热分析、瞬态温度场计算和接触应力分析，优化冷却水道设计，以确保型腔的温度均匀性，从而控制制件的精度和缩短成型周期。 3. 机构的集成化仿真与运动学验证： 针对多连杆机构或机器人臂，展示如何建立精确的运动学/动力学模型，导入精确的部件材料属性和边界条件，验证其工作空间、速度限制和末端执行器的轨迹跟踪精度。 --- 本书特色： 本书注重方法论而非单一软件指令的堆砌。它面向的是希望深入理解设计背后的物理规律，并能独立构建和验证复杂工程模型的工程师、高级技术人员和研究生。通过学习本书，读者将掌握评估、诊断和改进任何复杂机械系统的核心能力。它是一本引导您进入现代工程仿真前沿领域的桥梁。

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作为一名在设计行业摸爬滚打了一段时间的资深用户，我对软件教程的挑剔程度是比较高的。我曾经尝试过好几本关于新版SolidWorks的书籍，但总觉得它们在“用户体验”的讲述上略显单薄。这本《SolidWorks 2006中文版实用教程》，最让我感到惊喜的是它对工作流程优化的细致观察。它不仅仅是教你画图，更是教你如何“聪明地”画图。比如，书中详细对比了自顶向下设计和自底向上设计在不同复杂装配体中的优劣，并给出了详尽的场景切换指导。它甚至讨论了关于P/N命名规范和工程图模板自定义的必要性，这些都是软件官方手册里轻易不会提及的“软技能”。阅读这本书的过程，就像是有一位经验丰富的前辈坐在你身边，一边操作一边耳提面命地分享他的工作心得和效率秘诀。它的语言风格是非常接地气、充满热情的，读起来一点都不觉得枯燥乏味，反而充满了探索的乐趣。

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说句公道话，这本书的时代感是无法回避的，毕竟2006年的软件如今看来，界面确实有些“复古”，操作逻辑也和最新的版本有些许差异。但恰恰是这种“老派”，赋予了它一种独特的价值。它并没有试图去追赶最新的功能迭代，而是专注于将那一代SolidWorks的核心理念和最稳定、最常用的功能打磨到极致。对于那些深度接触老旧设计文件、或者在硬件配置受限的环境下工作的人来说，这本教程的参考价值无可替代。我发现，很多现代CAD软件的底层逻辑，其实都能追溯到2006时代的这些经典操作习惯中去。这本书的作者在讲解每一个高级特征时，都会非常耐心地解释其背后的数学原理和几何约束，这使得我不仅仅学会了“如何做”，更理解了“为什么这么做”。这种对基础原理的深挖，远远胜过一味地堆砌新功能，它为我未来学习任何版本的SolidWorks都奠定了深厚的理论功底。

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我对这本《SolidWorks 2006中文版实用教程》的评价，必须从它的“实战导向性”来切入。坦白说，我购买这本书的目的性很强，就是为了快速上手公司正在使用的那个老版本系统，完成手头的工作任务。很多教程都喜欢用一些虚拟的、不切实际的模型来演示功能，比如什么科幻飞船或者复杂的机械臂，对我这种搞注塑模具设计的人来说，实用价值实在有限。然而，这本书的内容编排非常贴合工业实际。它用了大量的篇幅讲解如何进行装配体管理，如何处理干涉检查，以及如何高效地进行工程图的输出和标注，这些都是日常工作中耗时耗力的环节。尤其是关于钣金件的展开和回弹补偿那一章，讲解得极其深入和细致，作者似乎非常清楚模具工程师在实际操作中会遇到哪些“坑”，并提前设置好了避雷针。读完这部分内容，我立即回去套用到了我的一个新项目上，效率提升了至少百分之三十，让我主管都对我刮目相看。这本书与其说是一本教程，不如说是一本实战手册。

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我不得不提一下这本书在“图例”和“案例”选择上的独到眼光。在那个时代，网络资源远没有今天这样丰富，一本好的教材就是知识的唯一来源。这本书的案例选取非常具有代表性，涵盖了从简单的二维特征拉伸到复杂曲面造型的过渡，特别是其中关于运动仿真和有限元分析（FEA）的入门章节，尽管受限于2006版软件的功能深度，但它成功地在读者心中种下了对仿真分析的兴趣之种。作者没有把这些高阶功能复杂化到令人望而却步的程度，而是用一个非常直观的例子——比如一个简单的悬臂梁受力分析——来展示其流程。这极大地降低了我们这些非专业背景用户接触前沿工程计算的心理门槛。总的来说，它不仅仅是一本软件操作指南，更像是一本引导用户全面认识现代机械设计流程的启蒙读物，其价值是跨越了特定软件版本的。

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这本《SolidWorks 2006中文版实用教程》简直是为我这种初学者量身定做的“救星”！我刚开始接触三维建模的时候，面对那些密密麻麻的菜单和复杂的几何概念，简直是摸不着头脑，感觉就像在看一本天书。市面上很多教程要么太注重理论，讲了一堆我用不上的高深原理，要么就是步骤跳跃得太快，等你反应过来的时候，它已经画完了第二个零件了。但这本书完全不同，它的讲解逻辑性极强，从最基础的草图绘制开始，每一个命令的点击位置、每一个参数的含义，都用非常清晰的图文并茂的方式展示了出来。我记得第一次尝试画一个简单的垫片时，光是旋转和拉伸这两个基本操作就卡了好久，但跟着书里的步骤一步步操作，配上那贴心的“注意”和“小技巧”提示，我竟然一次就成功了。那种成就感，简直是无法用言语形容的。而且，它对2006这个版本的特性把握得非常到位，不像有些老旧的教程，软件界面和现在完全不一样，让人分不清东南西北。这本书让我对SolidWorks建立起了扎实且自信的入门基础，我感觉自己不再是那个面对软件只会发呆的新手了。

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