全國本科院校機(jī)械類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材

前言

　　CAD／CAE／CAM是計(jì)算機(jī)技術(shù)最重要的應(yīng)用之一，也是當(dāng)今設(shè)計(jì)、分析、制造領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展趨勢，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空、航天、汽車、船舶、建筑等各個領(lǐng)域，并已成為各行各業(yè)提高產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)水平、縮短研發(fā)周期、提高生產(chǎn)效率、降低制造成本和促進(jìn)可持續(xù)性發(fā)展的主要手段，對推動科技的進(jìn)步、技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)揮著重要作用。材料成形CAD／CAE／CAM代表著現(xiàn)代材料成形技術(shù)的發(fā)展方向，受到國家、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和高等院校的高度重視，因此，學(xué)習(xí)、了解和掌握CAD／CAE／CAM理論與技術(shù)，既是對高校材料成形及控制工程專業(yè)學(xué)生的基本要求，也是從事現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)必須掌握的知識和技能?！　”緯亲髡呓Y(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研實(shí)踐，并參考了許多最新資料編寫而成的。編寫過程中，在注重CAD／CAE／CAM基本原理和方法的同時，突出材料成形CAD／CAE／CAM技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，體現(xiàn)CAD／CAE／CAM技術(shù)的系統(tǒng)性和在材料成形領(lǐng)域的新發(fā)展，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合。旨在為高校材料成形CAD／CAE／CAM教學(xué)提供一本理論完善、結(jié)構(gòu)清晰、內(nèi)容翔實(shí)、好教、好學(xué)、好用的教材。　　全書共9章。第1章是概論，介紹CAID／CAE／CAM的概念、發(fā)展及其在材料成形中的應(yīng)用；第2章是CAD／CAM系統(tǒng)的組成，介紹CAD／CAM系統(tǒng)的軟、硬件組成、分類及其特點(diǎn)；第3章是工程數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理，介紹數(shù)表的程序化、文件化、解析化處理方法，線圖的處理方法，用數(shù)據(jù)庫和專用數(shù)據(jù)處理軟件管理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的方法以及產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理等；第4章是計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)基礎(chǔ)，介紹計(jì)算機(jī)圖形處理的基礎(chǔ)理論和常用的圖形處理技術(shù)，重點(diǎn)是圖形變換的原理、方法及其應(yīng)用；第5章是曲線曲面基本理論，介紹曲線和曲面論的基本理論及應(yīng)用；第6章是材料成形CAE基礎(chǔ)，介紹有限元法的基本理論和材料成形中常用的有限元方法；第7章是CAE軟件及在材料成形中的應(yīng)用，介紹常用的材料成形有限元分析軟件，并以DEFORM軟件為例進(jìn)行鍛造成形分析的應(yīng)用；第8章是計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)，介紹數(shù)控加工工藝、刀位軌跡規(guī)劃與生成、后置處理及加工代碼生成和自動編程實(shí)例等；第9章是模具CAD／CAM，以沖裁模為例，介紹模具CAD／CAM的功能、原理、實(shí)現(xiàn)方法及其應(yīng)用。本教材理論教學(xué)32學(xué)時，上機(jī)實(shí)驗(yàn)在課外完成。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)介紹CAD／CAE／CAM的基本理論、方法及其在材料成形領(lǐng)域的應(yīng)用。本書內(nèi)容包括：概論、CAD／CAM系統(tǒng)的組成、工程數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理、計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)基礎(chǔ)、曲線曲面基本理論、材料成形CAE基礎(chǔ)、CAE軟件及在材料成形中的應(yīng)用、計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)、模具CAD／CAM，章末附有習(xí)題與思考題。    本書結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、內(nèi)容翔實(shí)、選材深度和廣度適當(dāng)，注重前瞻性、系統(tǒng)性和實(shí)用性，既可作為高等學(xué)校材料成形及控制工程專業(yè)和機(jī)械類相關(guān)專業(yè)的教材，又可作為從事CAD／CAE／CAM技術(shù)研究和應(yīng)用人員的參考用書。

書籍目錄

第1章  概論  1.1  CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展    1.1.1  CAD技術(shù)的發(fā)展    1.1.2  CAE技術(shù)的發(fā)展    1.1.3  CAM技術(shù)的發(fā)展    1.1.4  CAD/CAE/CAM技術(shù)的集成  1.2  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的功能    1.2.1  CAD系統(tǒng)的功能    1.2.2  CAE系統(tǒng)的功能    1.2.3  CAM系統(tǒng)的功能    1.2.4  CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的集成  1.3  CAD/CAE/CAM技術(shù)在材料成形中的應(yīng)用    1.3.1  材料成形CAD/CAE/CAM    1.3.2  材料成形CAD/CAE/CAM實(shí)例  1.4  CAD/CAE/CAM技術(shù)展望  習(xí)題與思考題一第2章  CAD/CAM系統(tǒng)的組成  2.1  硬件組成    2.1.1  計(jì)算機(jī)主機(jī)    2.1.2  外存儲器    2.1.3  輸入/輸出設(shè)備  2.2  軟件組成    2.2.1  系統(tǒng)軟件    2.2.2  支撐軟件    2.2.3  應(yīng)用軟件  2.3  CAD系統(tǒng)的分類    2.3.1  按硬件組成分類    2.3.2  按工作方式分類    2.3.3  按功能分類  習(xí)題與思考題二第3章  工程數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理  3.1  數(shù)表的程序化處理    3.1.1  一維數(shù)表的程序化處理    3.1.2  二維數(shù)表及多維數(shù)表的程序化處理  3.2  數(shù)表的文件化處理    3.2.1  數(shù)據(jù)文件格式    3.2.2  數(shù)表文件化實(shí)例  3.3  數(shù)表的解析化處理    3.3.1  函數(shù)插值    3.3.2  曲線擬合  3.4  線圖的程序化  3.5  通用數(shù)據(jù)處理軟件    3.5.1  插值    3.5.2  曲線擬合  3.6  工程數(shù)據(jù)庫簡介  3.7  產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)    3.7.1  PDM的概念及其發(fā)展    3.7.2  PDM的基本功能  習(xí)題與思考題三第4章  計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)基礎(chǔ)  4.1  圖形處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)    4.1.1  矢量運(yùn)算    4.1.2  矩陣運(yùn)算  4.2  二維圖形幾何變換    4.2.1  二維點(diǎn)的幾何變換    4.2.2  齊次坐標(biāo)    4.2.3  齊次坐標(biāo)下的二維圖形變換    4.2.4  二維復(fù)合變換  4.3  三維圖形幾何變換    4.3.1  三維圖形的基本幾何變換    4.3.2  三維圖形的復(fù)合變換  4.4  投影變換    4.4.1  投影變換的概念    4.4.2  透視投影變換    4.4.3  平行投影  4.5  計(jì)算機(jī)圖形處理的相關(guān)技術(shù)    4.5.1  設(shè)備驅(qū)動程序和圖形程序庫    4.5.2  坐標(biāo)系    4.5.3  窗口與視區(qū)    4.5.4  圖形裁剪  習(xí)題與思考題四第5章  曲線曲面基本理論  5.1  微分幾何基礎(chǔ)    5.1.1  曲線論預(yù)備知識    5.1.2  曲線論基本公式    5.1.3  曲面論預(yù)備知識    5.1.4  曲面論基本公式  5.2  常用參數(shù)曲線    5.2.1  插值和逼近概述    5.2.2  插值和逼近方法    5.2.3  參數(shù)曲線的代數(shù)形式和矢量形式    5.2.4  常用的參數(shù)曲線  5.3  常用的參數(shù)曲面    5.3.1  概述    5.3.2  Coons曲面    5.3.3  Bezier曲面    5.3.4  B樣條曲面    5.3.5  NLIRBS曲面    5.3.6  曲面的反算、拼接和互化  習(xí)題與思考題五第6章  材料成形CAE基礎(chǔ)  6.1  引言    6.1.1  材料成形CAE概述    6.1.2  材料成形過程數(shù)值方法  6.2  有限元單元類型及形函數(shù)    6.2.1  一維單元    6.2.2  二維單元    6.2.3  三維單元  6.3  熱傳導(dǎo)有限元分析    6.3.1  一維熱傳導(dǎo)分析    6.3.2  平面熱傳導(dǎo)分析  6.4  彈性有限元法    6.4.1  彈性力學(xué)的基本方程    6.4.2  彈性力學(xué)平面問題的有限元列式  6.5彈塑性有限元法    6.5.1概述    6.5.2小變形彈塑性有限元法  6.6  剛塑性有限元法    6.6.1  概述    6.6.2  剛（粘）塑性變分原理  習(xí)題與思考題六第7章  CAE軟件及在材料成形中的應(yīng)用  7.1  材料成形CAE常用軟件介紹    7.1.1  DEFORM軟件    7.1.2  DYNAFORM軟件    7.1.3  MoldflOW軟件  7.2  DEFORM前處理過程  7.3  DEFORM求解  7.4  DEFORM后處理    7.4.1  DEFORM后處理中的常用圖標(biāo)    7.4.2  步的選擇    7.4.3  真實(shí)應(yīng)變    7.4.4  金屬流線    7.4.5  載荷一行程曲線  7.5  DEFORM模擬分析實(shí)例  習(xí)題與思考題七第8章  計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)  8.1  數(shù)控加工工藝    8.1.1  數(shù)控加工中的坐標(biāo)系    8.1.2  機(jī)床與刀具    8.1.3  切削條件的確定及其優(yōu)化    8.1.4  其他工藝問題  8.2  刀位軌跡規(guī)劃與生成    8.2.1  二坐標(biāo)數(shù)控加工刀具軌跡生成    8.2.2  三坐標(biāo)端銑數(shù)控加工刀位計(jì)算方法    8.2.3  多坐標(biāo)數(shù)控加工刀具軌跡規(guī)劃  8.3  后置處理及加工代碼生成    8.3.1  后置處理任務(wù)與流程    8.3.2  多坐標(biāo)機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式與理想狀態(tài)下的運(yùn)動求解  8.4  自動編程實(shí)例  習(xí)題與思考題八第9章  模具CIAD/CAM  9.1  WGBD系統(tǒng)的流程與功能  9.2  沖裁件圖形輸入    9.2.1  沖裁件圖形的交互輸入流程    9.2.2  沖裁件圖形編輯    9.2.3  圖形信息的輸出    9.2.4  沖裁件幾何模型的生成  9.3  沖裁件工藝性檢驗(yàn)    9.3.1  最小圓角半徑檢驗(yàn)    9.3.2  最小沖孔尺寸檢驗(yàn)    9.3.3  懸臂與凹槽檢驗(yàn)    9.3.4  孔槽間（邊）距檢驗(yàn)  9.4  沖裁件排樣優(yōu)化設(shè)計(jì)    9.4.1  沖裁件排樣優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型    9.4.2  沖裁件排樣優(yōu)化的信息處理    9.4.3  沖裁件排樣優(yōu)化的步驟與方法  9.5  沖裁模工作零件設(shè)計(jì)    9.5.1  凸凹模刃口尺寸計(jì)算    9.5.2  凹模外形尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算    9.5.3  凹模設(shè)計(jì)程序流程  9.6  優(yōu)化布置模具頂桿    9.6.1  頂料桿布置優(yōu)化模型    9.6.2  頂料桿布置優(yōu)化過程與方法  9.7  模具圖的設(shè)計(jì)與繪制  9.8  沖裁模CAM    9.8.1  電火花線切割加工的原理    9.8.2  數(shù)控線切割編程的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備    9.8.3  數(shù)控線切割編程中的工藝處理    9.8.4  數(shù)控線切割編程方法  9.9  運(yùn)用舉例  習(xí)題與思考題九參考文獻(xiàn)

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　　《全國本科院校機(jī)械類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材：材料成形CAD/CAE/CAM基礎(chǔ)》是作者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研實(shí)踐，并參考了許多最新資料編寫而成的。編寫過程中，在注重CAD／CAE／CAM基本原理和方法的同時，突出材料成形CAD／CAE／CAM技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，體現(xiàn)CAD／CAE／CAM技術(shù)的系統(tǒng)性和在材料成形領(lǐng)域的新發(fā)展，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合。旨在為高校材料成形CAD／CAE／CAM教學(xué)提供一本理論完善、結(jié)構(gòu)清晰、內(nèi)容翔實(shí)、好教、好學(xué)、好用的教材。

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