CAD/CAE/CAM技術(shù)

前言

　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）技術(shù)是綜合應(yīng)用多學(xué)科技術(shù)的工程技術(shù)，是提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本的強(qiáng)有力的手段，是高等學(xué)校工程類各專業(yè)的重要課程，是高等學(xué)校學(xué)生及工程技術(shù)人員必須掌握的基本技術(shù)與方法?！　”緯鶕?jù)高等學(xué)校工科各專業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造課程教學(xué)的基本要求，在分析了多所大學(xué)教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上編寫而成，可作為高等學(xué)校工科相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為工程技術(shù)人員的參考用書。本書以大機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生為教學(xué)對象，學(xué)生可以在掌握了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識、機(jī)械基本知識的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)CAD/CAE/CAM 技術(shù)。本書力圖使高等學(xué)校工科學(xué)生及一般工程技術(shù)人員在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，掌握CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的基本知識和基本方法?！　∮?jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的快速發(fā)展，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)提供了強(qiáng)有力的支持。目前，已不滿足在產(chǎn)品開發(fā)的某個(gè)或某幾個(gè)環(huán)節(jié)上應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)來加快產(chǎn)品開發(fā)，而是迫切需要在產(chǎn)品開發(fā)的全過程采用計(jì)算機(jī)技術(shù)。在PLM/PDM基礎(chǔ)上集成CAD/CAE/CAM技術(shù)、構(gòu)建產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)開發(fā)平臺是支持產(chǎn)品開發(fā)全過程的有效途徑?！　”緯鴱臉?gòu)建產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)開發(fā)平臺的需求出發(fā)，以產(chǎn)品集成開發(fā)過程為主線，結(jié)合產(chǎn)品開發(fā)的工程實(shí)例，分7章全面系統(tǒng)地介紹了CAD/CAE/CAM技術(shù)與系統(tǒng)的基本概念、基本原理、實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)開發(fā)與集成技術(shù)。主要內(nèi)容包括CAD/CAE/CAM系統(tǒng)概述、CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的建模技術(shù)與方法、計(jì)算機(jī)輔助工程分析技術(shù)與方法、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)與數(shù)控編程、CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的編程基礎(chǔ)與二次開發(fā)技術(shù)、基于PDM集成CAD/CAE/CAM的產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)平臺。為了加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，更好地學(xué)以致用，除了提供豐富的工程實(shí)例外，書中還開辟了“工程背景”、“內(nèi)容提要”、“學(xué)習(xí)方法”、“點(diǎn)評”等欄目。本書具有以下特點(diǎn)：　　（1）體系結(jié)構(gòu)科學(xué)合理。本書從構(gòu)建產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)開發(fā)平臺的需求出發(fā)，以產(chǎn)品集成開發(fā)過程為主線，按照從設(shè)計(jì)到校核驗(yàn)證，再到制造的過程，系統(tǒng)地介紹了CAD/CAM/CAE系統(tǒng)的基本概念、基本原理和實(shí)現(xiàn)方法?！　。?）條理清晰層次分明。本書不像一般的CAD、CAM、CAE圖書，只講其中的一個(gè)部分，而是從新產(chǎn)品開發(fā)需求的全過程進(jìn)行講述，涉及產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的各個(gè)環(huán)節(jié)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)、從集成的角度出發(fā)，全面系統(tǒng)地介紹了CAD/CAM/CAE整體知識。在本書的每一章都按照基本概念、基本原理、實(shí)現(xiàn)方法、應(yīng)用實(shí)例的邏輯展開講述，有非常清晰的輪廓和分明的層次感，便于學(xué)習(xí)和講授?！　。?）實(shí)例豐富突出實(shí)踐。本書在理論與方法介紹的基礎(chǔ)上，給出了豐富的工程實(shí)例，加強(qiáng)了理論與實(shí)踐的結(jié)合。豐富的實(shí)例，一方面可以使學(xué)生加深對本章所述概念、原理和知識的理解，另一方面也可以使學(xué)生更好地運(yùn)用知識，提高其解決問題的能力?！　。?）學(xué)習(xí)指導(dǎo)應(yīng)用點(diǎn)評。本書給出了每一章知識內(nèi)容的“工程背景”、“內(nèi)容提要”、“學(xué)習(xí)方法”，便于學(xué)生系統(tǒng)掌握有關(guān)知識，也便于在教學(xué)過程中突出重點(diǎn)。書中還增加了“點(diǎn)評”等欄目，加強(qiáng)了應(yīng)用指導(dǎo)，便于學(xué)生活學(xué)活用?！　”緯蓮V東工業(yè)大學(xué)袁清珂任主編，西安工業(yè)大學(xué)曹巖、沈陽工業(yè)大學(xué)張幼軍、西安工程大學(xué)曹亞斌擔(dān)任副主編。第1、7章由袁清珂編寫，第2、3章和附錄B由曹亞斌編寫，第4章由曹巖、劉紅軍、汪慶華編寫，第6章由曹巖、吳維勇、胡元哲編寫，第5章和附錄A由張幼軍編寫。全書由袁清珂統(tǒng)稿。　　由于時(shí)間倉促和水平的限制，書中錯(cuò)誤在所難免，歡迎各位專家、同仁批評指正。

內(nèi)容概要

　　 本書秉承“工程教育”的教學(xué)理念，從構(gòu)建產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)開發(fā)平臺的需求出發(fā)，全面系統(tǒng)地介紹了CAD/CAE/CAM技術(shù)與系統(tǒng)的基本概念、基本原理、實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)開發(fā)與集成技術(shù)，主要內(nèi)容有CAD/CAE/CAM系統(tǒng)概述、基礎(chǔ)知識、建模技術(shù)與方法、計(jì)算機(jī)輔助工程分析技術(shù)與方法、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)與數(shù)控編程、CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的編程基礎(chǔ)與二次開發(fā)技術(shù)、基于PDM集成CAD/CAE/CAM的產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)平臺，附錄中還包括常用商業(yè)化CAD/CAE/CAM系統(tǒng)簡介和CAD/CAE/CAM實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。

書籍目錄

第1章  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)概述	　1.1  產(chǎn)品周期	　1.2  CAD、CAE、CAM的基本概念	　1.3  CAD/CAE/CAM技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展	　　1.3.1  CAD技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展	　　1.3.2  CAE技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展	　　1.3.3  CAM技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展	　1.4  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的構(gòu)成	　　1.4.1  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的組成	　　1.4.2  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的硬件	　　1.4.3  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的軟件	　1.5  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的選型	　1.6  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程與實(shí)例	　　1.6.1  產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)開發(fā)過程	　　1.6.2  產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)例	　1.7  習(xí)題1	第2章  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識	　2.1  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)	　2.2  計(jì)算機(jī)輔助繪圖系統(tǒng)的基本原理與功能	　　2.2.1  繪圖系統(tǒng)的基本原理	　　2.2.2  繪圖系統(tǒng)的組成	　　2.2.3  繪圖系統(tǒng)的主要功能	　2.3  圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)與圖形軟件的開發(fā)方法	　2.4  坐標(biāo)系與坐標(biāo)變換	　2.5  計(jì)算機(jī)輔助圖形處理基本知識	　　2.5.1  圖形變換	　　2.5.2  圖形裁剪	　　2.5.3  圖形的消隱	　2.6  幾何建?；A(chǔ)知識	　　2.6.1  曲線的表示與處理	　　2.6.2  曲面的表示與處理	　2.7  習(xí)題2第3章  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的建模技術(shù)與方法	　3.1  三維幾何建模基礎(chǔ)	　3.2  線框模型與建模方法	　3.3  表面模型與建模方法	　3.4  實(shí)體模型與建模方法	　3.5  裝配模型與建模方法	　3.6  參數(shù)化建模技術(shù)與方法	　3.7  特征建模技術(shù)與方法	　3.8  三維建模綜合實(shí)例	　3.9  習(xí)題3	第4章  計(jì)算機(jī)輔助工程分析技術(shù)與方法	　4.1  計(jì)算機(jī)輔助工程分析概述	　　4.1.1  有限元分析	　　4.1.2  計(jì)算機(jī)輔助工程	　4.2  有限元建模與分析方法	　　4.2.1  彈性力學(xué)基本知識	　　4.2.2  有限元法的基本原理與步驟	　　4.2.3  有限元分析的前置處理　　4.2.4  有限元分析的后置處理	　　4.2.5  有限元分析實(shí)例	　4.3  優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)	　　4.3.1  優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念	　　4.3.2  優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展及應(yīng)用	　　4.3.3  優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)	　　4.3.4  優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型	　　4.3.5  優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類	　　4.3.6  一維搜索	（　　4.3.7  無約束優(yōu)化算法	　　4.3.8  約束優(yōu)化算法	　　4.3.9  多目標(biāo)優(yōu)化	　　4.3.10  優(yōu)化設(shè)計(jì)工程實(shí)例	　4.4  習(xí)題4	第5章  計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)與數(shù)控編程第6章  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的編程基礎(chǔ)與二次開發(fā)技術(shù)第7章  基于PDM集成CAD/CAE/CAM的產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)平臺附錄A  常用商業(yè)化CAD/CAE/CAM系統(tǒng)簡介附錄B  CAD/CAE/CAM實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書	索引	參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　20世紀(jì)60~70年代，CAE技術(shù)處在探索發(fā)展階段。這一時(shí)期的有限元技術(shù)主要針對結(jié)構(gòu)分析問題進(jìn)行發(fā)展，以解決航空航天技術(shù)發(fā)展過程中所遇到的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度以及模擬實(shí)驗(yàn)和分析的問題。1963年Richard MacNeal和Robe Schwndler投資成立MSC公司，開發(fā)了稱為SADSAM（Structural Analysis by Digital Simulation if Analog Methods）的結(jié)構(gòu)分析軟件。1967年在美國NASA的支持下，SDRC公司成立，并于1968年發(fā)布了世上第一個(gè)動(dòng)力學(xué)測試及模態(tài)分析軟件包，于1971年推出了商用有限元分析軟件Supe ab（后并入I-DEAS）。1970年SASI公司成立（后來重組改稱ANSYS公司），開發(fā)了ANSYS軟件?！　?0世紀(jì)70~80年代是CAE技術(shù)蓬勃發(fā)展時(shí)期。1977年MDI公司成立，致力于發(fā)展機(jī)械系統(tǒng)仿真軟件，其軟件ADAMS應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真分析。1978年，ABAQUS軟件應(yīng)用于結(jié)構(gòu)非線性分析。1982年CSAR成立，其產(chǎn)品LS.DYNA及LS-NIKE3D用隱式算法求解低高速動(dòng)態(tài)及特征問題。1989年Engineering Software Kesemoch and Devdopent公司成立，致力發(fā)展P法有限元程序。在這一時(shí)期，CAE發(fā)展有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）軟件的開發(fā)主要集中在計(jì)算精度、硬件及速度平臺的匹配，計(jì)算機(jī)內(nèi)存的有效利用及磁盤空間的利用。（2）有限元分析技術(shù)在結(jié)構(gòu)分析和場分析領(lǐng)域獲得了很大的成功。從電學(xué)模型開始拓展到各種物理場（如溫度場、電磁場、聲波場等）的分析。從線性分析向非線性分析（如材料的非線性、幾何大變形導(dǎo)致的非線性、接觸行為引起的邊界條件非線性等）發(fā)展。從單一場的分析向幾個(gè)場的耦合分析發(fā)展。出現(xiàn)了許多著名的分析軟件，如Nastran、I-DEAS、ANSYS、ADINA、SAP系列、DYNA3D、ABAQUS、NIKE3D與WECAN等。　　……

編輯推薦

　　《CAD/CAE/CAM技術(shù)》從構(gòu)建產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)開發(fā)平臺的需求出發(fā)。以產(chǎn)品集成開發(fā)過程為主線、結(jié)合產(chǎn)品開發(fā)的工程實(shí)例，全面系統(tǒng)地介紹了CAD／CAE／CAM技術(shù)與系統(tǒng)的基本概念、基本原理、實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)開發(fā)與集成技術(shù)，其內(nèi)容系統(tǒng)、實(shí)例豐富.點(diǎn)評精要，詳細(xì)內(nèi)容請見目錄和索引。

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