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出版者:清华大学出版社

作者:张宏兵

出品人:

页数:420

译者:

出版时间:2009-1

价格:49.80元

装帧:平装

isbn号码:9787302189053

丛书系列:

图书标签:

• CATIA
• CATIA V5
• 零件设计
• 机械设计
• CAD
• 教程
• 实例
• R18
• 工程制图
• 三维建模
• 工业设计

机械设计与制造领域前沿技术深度解析 本书籍将带您深入探索当代机械设计与先进制造领域的最新发展与核心技术，侧重于理论的严谨性与实践的创新性相结合。内容涵盖从基础材料科学到复杂系统集成的多个关键维度，旨在为工程师、研究人员及高级技术人员提供一个全面、深入的学习与参考平台。 --- 第一部分：先进材料科学与结构优化 本部分着眼于支撑现代工程设计的基石——材料，重点探讨新型材料的性能、制备工艺及其在极端条件下的应用潜力。 1.1 高性能复合材料的力学行为与寿命预测 详细分析碳纤维增强聚合物（CFRP）、陶瓷基复合材料（CMC）的微观结构与宏观力学性能之间的关联。内容包括层合板的铺层设计原则、界面粘结强度的测试方法，以及在疲劳、蠕变和冲击载荷下的渐进损伤模型。着重介绍基于多尺度建模的寿命预测方法，特别是如何将材料内部缺陷演化纳入结构安全评估体系。讨论先进的无损检测技术（如超声波C扫描、声发射）在复合材料健康监测中的应用。 1.2 增材制造（AM）中的材料基因组计划 深入剖析金属增材制造（如SLM、EBM）过程中材料的快速凝固行为、残余应力的形成机理及热影响区的微观组织演变。探讨如何通过精确控制激光功率、扫描速度和气体环境，实现对最终部件晶粒尺寸、缺陷率和各向异性力学性能的调控。介绍“材料基因组”理念在AM工艺参数优化中的应用，包括利用高通量实验数据和机器学习方法快速筛选最佳工艺窗口，以确保打印部件的冶金质量和设计性能的一致性。 1.3 智能材料与自适应结构 研究形状记忆合金（SMA）、压电材料以及磁流变液等智能材料的本构关系及其驱动机制。重点阐述如何利用这些材料设计具有主动减振、自修复或可重构功能的机械结构。内容包括SMA驱动器的精确建模、迟滞效应的处理，以及将智能材料集成到传统机械系统（如自适应机构、主动气动翼型）中的系统集成挑战与解决方案。 --- 第二部分：复杂系统建模与高性能仿真技术 本部分聚焦于如何利用先进的数学工具和计算方法，对高度耦合的、多物理场作用的工程系统进行准确、高效的仿真分析。 2.1 多物理场耦合分析的统一框架 阐述流固耦合（FSI）、热电耦合（Thermo-Electric Coupling）和声固耦合（CAS）的数学基础与数值实现。重点介绍基于有限元法（FEM）和有限体积法（FVM）的求解器算法，特别是分区求解器（Partitioned Solver）和整体求解器（Monolithic Solver）在处理强耦合问题时的收敛性与效率比较。提供处理非线性边界条件和大规模网格划分的实用技巧。 2.2 离散元法（DEM）在颗粒动力学中的应用 详细介绍离散元法在模拟散体物料（如粉末、颗粒、碎石）流动、混合与分离过程中的理论基础。内容包括接触模型的选择（如Hertz-Mindlin模型）、动摩擦和静摩擦的精确描述，以及如何将DEM结果与CFD（计算流体力学）结合，进行气固两相流动的模拟。探讨DEM在制药、采矿和食品加工设备设计中的具体应用案例。 2.3 实时仿真与硬件在环（HIL）技术 探讨如何将复杂的动力学模型转化为可用于实时操作的简化模型。介绍模型降阶技术（如模态分析、Proper Orthogonal Decomposition, POD）在加速仿真速度上的应用。重点讲解硬件在环（HIL）系统的搭建与应用，包括实时操作系统（RTOS）的选择、I/O接口设计，以及如何利用HIL平台对自动驾驶、机器人控制系统进行高保真度测试与验证。 --- 第三部分：先进制造工艺与质量控制 本部分着眼于如何将设计意图转化为高精度、高可靠性的实体产品，关注过程控制与质量保障。 3.1 高精度数控加工（HPC）的刀具路径优化 超越传统的G代码编程，本章深入探讨基于拓扑优化结果的后处理与五轴/多轴联动加工的刀具路径生成算法。分析切削力模型、颤振预测与控制，以及如何通过先进的表面接触分析（Surface Contact Analysis）来最小化刀具与工件之间的非期望接触，从而提高复杂曲面加工的表面完整性（Surface Integrity）。 3.2 工业机器人与柔性制造系统集成 详细介绍七轴及以上复杂自由度机器人在装配、焊接和检测任务中的运动学和动力学控制。重点讲解基于视觉反馈的机器人在线编程方法，以及如何构建柔性制造单元（FMS）以适应小批量、多品种的生产需求。讨论人机协作机器人（Cobots）在安全性和效率平衡方面的设计考量。 3.3 过程质量保证（PQA）与数字孪生构建 介绍如何通过集成传感器网络（IoT）实时监测制造过程中的关键参数（如温度、振动、应力）。重点阐述如何利用这些实时数据，结合仿真模型，构建制造过程的“数字孪生”（Digital Twin）。探讨如何通过数字孪生模型进行预测性维护、工艺漂移的早期识别与自动修正，实现“零缺陷”制造的目标。 --- 第四部分：系统集成与可靠性工程 本部分将视角提升至整个产品生命周期管理（PLM）层面，关注大型复杂机械系统的设计集成与长期可靠性保障。 4.1 基于模型的系统工程（MBSE）实践 介绍如何采用系统建模语言（如SysML）对大型机械/机电一体化系统的需求、架构、功能和性能进行形式化描述。重点阐述MBSE在需求追溯、接口管理和系统分解中的作用，以及如何实现从系统级模型到详细部件设计模型的平滑过渡，有效减少设计迭代中的沟通成本。 4.2 随机振动与疲劳可靠性分析 深入研究机械系统在非平稳随机激励下的响应分析。内容包括功率谱密度（PSD）的建立、随机振动环境下的模态分析与应力计算。详述线性累积损伤理论（如Miner准则）及非线性疲劳模型（如Coffin-Manson关系）在预测结构疲劳寿命中的应用，并结合实测数据进行模型校准。 4.3 人机工程学与操作界面设计 从机械系统的操作和维护角度，探讨符合人体工程学原理的设计规范。分析控制面板布局、可维护性（Maintainability）和可访问性（Accessibility）对现场操作效率和人员安全的影响。介绍如何通过虚拟现实（VR）技术预先评估人机交互体验，指导最终的人机界面（HMI）优化。 --- 本书籍适合于具备基础机械设计知识，希望在高端装备研发、复杂产品工程化、或先进制造技术领域深造的技术人员和研究生阅读。它不侧重于单一软件的操作指南，而是致力于提供驱动这些软件背后的核心工程原理、数学模型和前沿研究方向。

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这本《CATIA V5 R18零件设计实例教程》简直是为我这样的新手量身打造的！我之前尝试过一些其他的CAD软件，但总觉得学习曲线太陡峭，特别是CATIA，感觉界面复杂，功能庞杂，望而却步。然而，当我拿到这本教程后，那种焦虑感瞬间烟消云散。作者循序渐进的讲解方式，从最基础的草图绘制、约束的运用，到实体的生成、修改，每一步都清晰明了，配以大量精美的实例截图，让我仿佛置身于课堂之中，跟着老师一步步操作。特别是教程中对一些关键概念的解释，比如参数化设计、特征树的逻辑、以及不同实体建模方法的优缺点，都讲解得非常到位，让我不再是死记硬背，而是真正理解了CATIA的核心思想。我尤其喜欢它对“用户自定义特征”的介绍，这让我看到了提高设计效率的巨大潜力。而且，教程中的实例选择也非常贴近实际工作中的零件，让我能够快速将学到的知识应用到自己的项目中，获得成就感。我甚至能预见到，在掌握了这本书的内容后，我将能更自信地应对复杂的曲面设计和装配设计。这本书不仅仅是一本教程，更像是一位耐心且经验丰富的导师，引领我在CATIA的世界里自由翱翔。

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我一直对机械设计领域充满热情，也知道CATIA是这个领域中非常重要的工具。《CATIA V5 R18零件设计实例教程》这本书为我打开了通往CATIA世界的大门。它从基础的界面介绍开始，逐步深入到零件设计的核心技巧。我印象深刻的是教程中关于“实体建模”的讲解，作者详细介绍了各种实体特征的创建和编辑方法，例如拉伸、旋转、扫描、扫掠等，并且通过大量的实例，让我理解了不同特征的应用场景和优缺点。此外，书中关于“曲面建模”的讲解也让我大开眼界，我学会了如何利用各种曲面工具来创建复杂、自由的曲面，并将其与实体模型进行布尔运算，这对于设计具有流线型外观的零件至关重要。通过学习这本书，我不仅掌握了CATIA的基本操作，更重要的是，我开始理解了如何进行参数化设计，如何让我的模型具有良好的可修改性和可追溯性。这本书的价值，在于它能够帮助我将设计思路转化为实际的三维模型。

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说实话，我之前对CATIA的印象就是一个“高大上”的软件，专业性极强，学习难度也很大。但是，这本《CATIA V5 R18零件设计实例教程》颠覆了我的看法。它的语言通俗易懂，没有使用太多过于专业的术语，即使是初学者也能轻松理解。我特别喜欢教程中对“可重用性”的强调，比如如何创建用户自定义特征，以及如何利用零件库来管理和复用设计元素，这对于提高工作效率、规范设计流程非常有帮助。教程中的实例设计非常贴近实际工业应用，从简单的轴类零件，到复杂的曲面造型，涵盖了零件设计中的多种常见类型。我印象最深刻的是一个关于涡轮叶片的曲面设计实例，作者详细讲解了如何利用扫描、混合等曲面建模工具，结合各种约束和参数，精确地构建出复杂的自由曲面，这让我感受到了CATIA在曲面设计方面的强大能力。通过学习这本书，我不仅掌握了CATIA的基本操作，更重要的是，我学会了如何进行“智能”的设计，如何让我的设计更具鲁棒性和可维护性。

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这本书简直是我在CATIA学习路上的“宝藏”！我之前也看过一些CATIA的书籍，但总觉得内容过于理论化，或者实例不够贴近实际。而这本《CATIA V5 R18零件设计实例教程》则恰恰相反，它以大量的、经典的零件设计实例为载体，将CATIA V5 R18的核心功能一一呈现。我尤其欣赏教程中关于“设计意图”和“特征的鲁棒性”的讲解，作者非常注重让读者理解为什么这样设计，以及如何让设计更具可维护性。例如，在讲解倒角和圆角时，作者不仅会介绍如何操作，还会分析不同半径对零件强度的影响，以及在加工中需要注意的细节。这些实际的考量，让我在学习过程中，不仅仅是机械地模仿，而是开始思考设计的本质。我跟着教程完成了几个复杂的零件设计，从一开始的手忙脚乱，到后来的得心应手，每一步的进步都离不开这本书的引导。这本书让我真正体会到了CATIA作为一款专业级CAD软件的强大和便捷。

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阅读《CATIA V5 R18零件设计实例教程》的过程，就像一场精彩纷呈的思维探索之旅。我一直对工业设计和产品制造有着浓厚的兴趣，而CATIA作为航空航天、汽车制造等领域的行业标准软件，自然是我渴望掌握的技能。这本书并没有直接抛出一些晦涩难懂的理论，而是巧妙地将理论知识融入到具体的零件设计实例中。例如，在讲解倒角和圆角时，作者并没有仅仅罗列命令，而是通过一个实际的连接件设计，让我体会到不同半径的倒角和圆角对零件受力性能的影响，以及在实际加工中需要考虑的因素。这种“学以致用”的学习模式，极大地激发了我的学习热情。此外，教程在处理“特征工程”方面也做得非常出色，它强调了创建可追溯、可编辑的特征树的重要性，并通过实例演示了如何通过调整参数来快速修改设计，这对于后期的产品迭代和维护至关重要。我甚至觉得，这本书让我开始重新审视“设计”这个概念，它不仅仅是形状的堆砌，更是对功能、工艺、成本等多方面因素的综合考量。这本书的价值，远超出了单纯的技术指导，它更像是一门关于“如何思考”的设计哲学课。

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在接触《CATIA V5 R18零件设计实例教程》之前，我对CATIA的认知仅仅停留在“专业”、“复杂”这两个词上。然而，这本书却以一种非常接地气的方式，让我领略了CATIA的魅力。它没有故弄玄虚，而是从最基本的用户界面和操作习惯开始，一步步引导读者熟悉这个强大的软件。我特别赞赏教程中对“草图”和“约束”的详细阐述，这是CATIA参数化设计的基础，掌握了它们，就等于掌握了CATIA设计的灵魂。书中通过大量的实际零件设计实例，让我亲身体验到了如何利用草图约束来驱动几何形状的创建，如何通过调整参数来快速修改模型，以及如何利用特征树来管理和组织设计过程。我尝试着按照书中的方法，完成了一个包含曲面和实体结合的复杂零件设计，整个过程流畅而高效，让我对CATIA的应用能力有了质的提升。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本设计指南，教会我如何用CATIA来解决实际的设计问题。

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作为一名即将步入设计行业的新人，我深知掌握一款强大的CAD软件的重要性，而CATIA无疑是其中的佼佼者。《CATIA V5 R18零件设计实例教程》为我提供了一个扎实的基础。它从零开始，详细讲解了CATIA V5 R18版本中的各种零件设计功能，并且提供了丰富的实操案例。我特别欣赏教程中关于“数字化建模”的理念，它强调了在设计过程中如何利用参数和约束来精确地控制模型的几何形状，从而实现设计的数字化和智能化。书中的实例设计涵盖了机械零件设计中的各种常见类型，从简单的螺钉、齿轮，到复杂的壳体、曲面件，每一步操作都讲解得非常细致，并且配有大量的图示，让我能够轻松跟随。我尝试着跟着书中的实例，从零开始设计了一个小型发动机部件，过程中我学会了如何运用基准特征、实体特征、曲面特征以及各种混合建模技巧，最终成功构建了一个完整的、具有实际意义的三维模型。这本书让我对CATIA的应用有了更直观的认识，也极大地增强了我学习和使用CATIA的信心。

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这本书简直是我在CATIA学习道路上的“及时雨”！我一直想深入学习CATIA，但市面上很多教程要么过于理论化，要么实例不够全面。这本《CATIA V5 R18零件设计实例教程》则提供了一个完美的平衡。它不仅仅是简单地介绍命令，而是通过一系列精心设计的实例，贯穿了整个零件设计流程。我尤其喜欢它在讲解“特征树”时的思路，作者非常注重解释每个特征创建的逻辑和目的，以及如何通过调整特征的顺序和参数来优化模型。这让我理解了，一个好的特征树不仅能保证模型的可修改性，还能提高设计的效率和质量。书中关于“草图约束”的讲解也让我耳目一新，它强调了利用尺寸和几何约束来驱动草图的创建，而不是简单地“画”出形状。这种参数化思维，让我对CATIA的设计理念有了更深刻的认识。我跟着教程完成了几个复杂的零件设计，过程中遇到了一些疑问，但都能在书中的讲解或作者的提示中找到答案。这本书让我真正体会到了CATIA作为一款专业级CAD软件的强大和灵活。

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我之前学习过一些其他的3D建模软件，但接触到CATIA时，还是被它强大的功能和严谨的设计流程所震撼。《CATIA V5 R18零件设计实例教程》在这方面做得非常出色，它将CATIA强大的功能分解成易于理解的步骤，并通过一个个精心设计的实例，让读者能够逐步掌握。我尤其喜欢教程中对“设计意图”的强调，作者在讲解每个特征时，都会解释这个特征是为了实现什么样的设计目的，以及它对后续设计可能产生的影响。这种深入的讲解，让我不再是机械地操作命令，而是能够理解背后的设计逻辑。书中对“零件库”和“用户自定义特征”的讲解，让我看到了提高设计效率和规范设计流程的途径。我尝试着模仿书中的一些方法，在自己的设计中创建了一些可重用的特征，这极大地缩短了我的设计时间。总的来说，这本书是一本非常实用且有深度的CATIA零件设计教程，它不仅教会了我如何操作软件，更教会了我如何进行高效、智能的设计。

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我原本是CATIA的“边缘用户”，偶尔会用它来打开别人绘制的文件，但自己独立完成一个完整的零件设计，总是显得力不从心。这本《CATIA V5 R18零件设计实例教程》的出现，彻底改变了我的现状。它的内容编排逻辑清晰，从最基础的建模操作，逐步深入到更复杂的曲面造型和装配技巧，完全照顾到了不同水平的用户。我特别赞赏教程中关于“参数化建模”的讲解，它通过生动的实例，让我理解了如何利用尺寸和约束来控制模型的几何形状，以及如何在设计过程中保持模型的灵活性和可修改性。这种能力在实际工作中是极其宝贵的，可以大大缩短产品开发周期。书中的一些技巧，比如如何有效地使用“阵列”和“镜像”来创建重复性特征，如何利用“草图分析”来检查草图的完整性和有效性，都让我受益匪浅。我尝试着跟着教程一步一步地完成书中所有的实例，每一个实例都像一个小型项目，让我从零开始，最终构建出完整的零件模型。完成这些实例后，我感觉自己对CATIA的掌握程度有了质的飞跃，已经能够独立应对一些中等复杂度的零件设计任务了。

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