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出版者:人民邮电出版社

作者:李翔鹏

出品人:

页数:501

译者:

出版时间:2006-11

价格:55.00元

装帧:

isbn号码:9787115152954

丛书系列:

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机械设计与制造领域的前沿探索与实践指导 书名： 《先进制造技术与数字化设计：基于多物理场耦合的仿真优化实战》 内容简介： 本书深度聚焦于当代机械设计与制造领域的核心挑战与未来发展方向，致力于为工程师、研究人员以及高年级本科生提供一套系统、前沿且高度实用的技术指南。我们不涉及任何特定CAD软件（如Pro/ENGINEER/Creo Parametric）的入门操作教学，而是将视角提升至工程问题的本质——如何利用先进的理论与工具，实现复杂系统的精确建模、多维度仿真与智能优化。 本书内容涵盖了从微观材料行为到宏观系统集成的完整技术链条，强调跨学科知识的融合与应用。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在帮助读者建立起面向未来的“智能制造”思维模式。 第一部分：计算力学基础与多物理场建模 本部分奠定了复杂工程问题分析的理论基石，重点突破传统单场分析的局限性。 第一章：有限元方法的高级应用与网格策略的精细化 本章深入探讨了标准有限元（FE）方法的局限性，并重点介绍了XFEM（扩展有限元法）和P-FEM（分区有限元法）在处理裂纹扩展、接触非连续性问题中的应用。内容包括：高阶形函数（如p-近似）的选择对求解精度和效率的影响分析；自适应网格加密技术（h-, p-, hp-自适应）的理论推导与实际应用案例，特别是针对冲击载荷和强梯度场问题的网格划分策略。不涉及任何软件界面操作，专注于算法的理解与选择标准。 第二章：热-力-电耦合分析的理论框架 本章聚焦于多物理场耦合问题，这是现代精密仪器、新能源设备设计中的关键。详细阐述了瞬态热传导、线弹性/弹塑性力学响应以及静电/电磁场在同一个求解器中如何实现一致的时间步进和迭代收敛。重点分析了热应力导致的材料非线性特性，以及在压电效应和焦耳热效应（Joule Heating）下的载荷迭代方法。通过理论公式推导，展示了如何构建和求解耦合刚度矩阵。 第三章：流体动力学（CFD）在结构优化中的整合 本章关注流固耦合（FSI）问题。内容侧重于LBM（格子玻尔兹曼方法）与传统Navier-Stokes方程求解器的对比，特别是在处理高度非线性流体边界和结构形变时的优缺点。详细分析了完全耦合（Two-Way FSI）与单向耦合的适用场景，并通过实例展示了如何利用流体作用力对柔性机械臂或薄翼结构进行实时响应预测与设计修正。 第二部分：先进材料行为与本构模型构建 本部分深入探讨了在极端工况下，工程材料的复杂行为模型，这是实现可靠性设计的核心。 第四章：超材料与梯度结构设计 探讨了具有周期性结构的超材料（Metamaterials）的宏观等效力学性能的分析方法。重点介绍如何利用微观几何参数（如孔隙率、晶格结构）来设计具有负泊松比或超常刚度的材料。对于梯度功能材料（FGM），详细解析了基于幂律或指数函数的材料属性梯度分布对界面应力集中问题的缓解作用。 第五章：疲劳、断裂力学的高级评估体系 本书不局限于经典的S-N曲线或应力强度因子（K）。本章引入了基于能量的方法，如弹塑性断裂力学（EPFM）中的J积分分析及其在混合模式载荷下的应用。针对高周疲劳问题，深入研究了基于微观损伤演化的内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）在模拟复合材料分层和界面脱粘中的参数标定过程。 第六章：增材制造（3D打印）过程中的残余应力控制 针对增材制造带来的独特挑战，本章分析了激光熔融沉积过程中热循环导致的残余应力场的演化。通过时间-温度-应变耦合分析，建立了预测典型金属粉末床熔融（PBF）过程中翘曲变形的数值模型，并提出了基于扫描路径优化和预热策略的应力松弛方法。 第三部分：系统集成、优化与智能决策 本部分将仿真技术与工程决策过程相结合，迈向自动化和智能化设计。 第七章：拓扑优化与形状参数化 本章详述了拓扑优化（Topology Optimization）背后的数学原理，包括密度法（SIMP）、水平集法（Level Set Method）的算法对比。重点在于如何将优化目标函数与多工况、多约束（如刚度、频率、散热要求）进行数学化表达。对于形状优化，详细介绍了参数化方法（如Bézier曲线、NURBS重构）在驱动几何体修改时的平滑性和可控性。 第八章：可靠性分析与不确定性量化（UQ） 现代工程要求对设计裕度进行量化评估。本章介绍了蒙特卡洛模拟（MC）、直方图法以及更高效的概率代理模型（如多项式混沌展开PC-GPC）在处理设计变量随机性时的应用。重点在于如何根据输入参数的概率分布（如材料性能偏差、载荷波动）来评估系统失效概率（PFD）。 第九章：仿真结果的可视化与数据驱动的知识工程 本章关注如何高效地解读和应用海量的仿真数据。探讨了基于后处理脚本（非特定软件API）的高级数据挖掘技术，用于识别设计中的薄弱环节和关键特征。最后，介绍了如何利用机器学习模型，从大量的仿真结果库中学习设计-性能映射关系，实现对新设计的快速性能预测，从而缩短研发周期。 本书的特色在于其理论的深度和对前沿技术的追踪，内容完全聚焦于工程分析的原理、方法论以及高阶优化策略，不包含任何软件的安装、界面导航或基础命令教学。它旨在培养读者“知其所以然”的工程洞察力。

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对于我这样一位有着数年设计经验但从未接触过Pro/ENGINEER的设计师来说，找到一本能够快速上手并提升技能的教材是我的首要目标。《Pro/ENGINEER野火版3.0自学手册》正是满足了我的这一需求。这本书的特点在于它高度的实用性和面向实战性。它没有花费过多的篇幅在理论知识的阐述上，而是将重心放在如何利用Pro/ENGINEER解决实际设计问题。我尤其对书中关于“特征的逻辑顺序”和“模型的可维护性”的探讨印象深刻。作者通过大量的案例，讲解了如何按照合理的逻辑顺序创建模型特征，避免因为特征间的依赖关系而导致模型修改困难，并且如何通过添加注解、参数化命名等方式来提高模型的可读性和可维护性，这对于我这样需要频繁修改和迭代设计的设计师来说，是非常宝贵的经验。手册中关于“高级装配技术”的部分，如使用“柔性零件”和“关联复制”来处理复杂装配，也让我大开眼界，这些技术能够极大地简化大型装配体的创建和管理过程。此外，书中关于“用户自定义界面”和“脚本编写”的介绍，虽然对我来说可能稍显超前，但也为我指明了进一步提升工作效率的方向，让我看到了Pro/ENGINEER作为一款高度可定制化软件的潜力。这本书就像一本“设计宝典”，它不仅教会我工具的使用，更传递了优秀的设计理念和实践方法。

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在我的工作经历中，接触过多种三维CAD软件，但Pro/ENGINEER因其在航空航天和汽车制造领域的广泛应用，一直是我想要深入学习的对象。《Pro/ENGINEER野火版3.0自学手册》为我提供了一个非常系统和全面的学习平台。这本书不仅仅教授了软件的基本操作，更重要的是，它深入探讨了Pro/ENGINEER在复杂产品设计中的高级应用。我特别关注其在高级曲面建模和装配管理方面的讲解。手册中关于自由曲面造型的部分，例如如何利用控制网格、控制点来精确地塑造自由形态的曲面，以及如何保证曲面的G2连续性，这对于我所处的行业来说是至关重要的。它通过一些汽车零部件的建模案例，生动地展示了如何利用Pro/ENGINEER的曲面工具来创建流畅、优美的外形。在装配设计方面，手册不仅讲解了基本的零件约束和装配关系，还深入探讨了大型装配体的管理方法，如简化表示、可配置组件、以及如何有效地进行爆炸视图和动画的创建，这极大地提高了我在处理复杂项目时的效率。另外，手册中关于钣金设计的部分也给我留下了深刻的印象。它详细介绍了Pro/ENGINEER的钣金模块，包括如何从实体模型快速生成钣金件，如何创建折弯、冲压、卷边等特征，以及如何生成展开图和进行BOM表输出，这对于我过去在金属结构设计方面的工作非常有帮助。这本书的价值在于它的深度和广度，它能够满足不同层次用户的需求，既能为初学者提供入门指导，也能为有一定基础的用户提供进阶学习的路径。

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我一直对机械制造领域有着浓厚的兴趣，并且在学习过程中，逐渐意识到Pro/ENGINEER在制造领域的强大能力。《Pro/ENGINEER野火版3.0自学手册》为我提供了一个深入了解Pro/ENGINEER在制造流程中应用的绝佳机会。这本书的特色在于它将软件功能与实际的制造工艺紧密结合。我特别关注其关于“制造特征”的讲解，例如如何创建孔、槽、倒角等可以直接指导数控加工的特征，以及如何通过尺寸标注、公差标注和形位公差标注来确保零件的制造精度。手册中关于“CAM”（计算机辅助制造）模块的介绍，虽然只是初步的，但已经让我窥见了Pro/ENGINEER如何与数控机床联动，实现从设计到制造的无缝对接。它通过实例演示了如何创建刀具路径，进行仿真加工，以及如何生成NC代码，这让我对整个制造流程有了更清晰的认识。另外，手册中关于“MBD”（Model-Based Definition）的概念也有提及，它强调了以三维模型作为主要信息载体，直接指导制造和检测，这是一种非常前沿的设计与制造理念，非常吸引我。这本书的价值在于它打破了设计与制造之间的壁垒，让我理解了如何在设计阶段就考虑制造的可行性和效率，从而避免在制造过程中出现不必要的麻烦。它不仅仅是一本软件操作指南，更是一本关于“如何设计出易于制造的产品”的教材。

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作为一个对机械设计充满热情但缺乏专业训练的学生，我一直渴望找到一本能够帮助我掌握Pro/ENGINEER这款强大软件的教材。《Pro/ENGINEER野火版3.0自学手册》的出现，简直是为我量身定做的。这本书的优点在于它的循序渐进性，它不会一开始就抛出高难度的概念，而是从最基础的软件安装与界面熟悉开始，让我这个零基础的学习者能够快速上手。随后，手册详细讲解了Pro/ENGINEER的核心功能，包括二维草图绘制、三维实体建模、曲面造型、装配设计和工程图生成等。我特别喜欢它在实体建模部分的讲解，通过大量的实例，如轴类零件、盘类零件、箱体类零件的绘制，我学会了如何运用拉伸、旋转、扫描、混合等基本建模命令，并且理解了参数化建模的强大之处，即通过修改参数可以轻松地改变模型。在曲面建模方面，手册也提供了清晰的指导，虽然这个部分对我来说挑战较大，但作者通过分解复杂的曲面创建过程，并提供了一些实用的技巧，让我不再感到无从下手。我尤其要赞赏手册中关于“设计意图”的强调，它引导我思考在建模过程中应该如何组织特征，以便于后续的修改和更新，这是一种非常重要的设计思维。此外，手册中的每一个实例都配有详细的步骤说明和清晰的截图，这让我能够完全按照教程进行操作，并且在遇到问题时，能够通过对比截图找到症结所在。这本书不仅仅是一本操作手册，更像是一位耐心的导师，引领我在机械设计的道路上不断前进。

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作为一名对工业设计充满热情的人，我一直渴望学习能够帮助我将创意转化为具体产品的工具。《Pro/ENGINEER野火版3.0自学手册》为我提供了这样一个平台。这本书的独特之处在于它对“设计美学”和“人机工程学”在三维建模中的体现。我尤其喜欢手册中关于“曲面光顺”和“视觉连续性”的讲解。它不仅仅教授如何绘制复杂的曲面，更重要的是强调如何通过精细的操作来保证曲面之间的平滑过渡和视觉上的美感，这对于我设计外观件、产品外壳等至关重要。手册中通过一些日用品、电子产品等实际案例，展示了如何利用Pro/ENGINEER的曲面造型工具来创建具有流线型、人体工程学特点的产品外观。我印象深刻的是，手册中还提到了如何利用“渲染”和“动画”功能来展示设计成果，这让我看到了Pro/ENGINEER在设计可视化方面的强大能力，能够更直观地与他人沟通我的设计理念。此外，手册中也涉及了“用户界面定制”和“插件开发”的初步介绍，这让我认识到Pro/ENGINEER的灵活性和可扩展性，为我未来进行更深入的个性化定制和功能扩展提供了方向。这本书不仅仅是关于软件操作，更是关于如何将设计思维和美学理念融入到三维建模过程中，真正实现“形”与“神”的统一。

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我是一名对产品结构设计充满好奇的研究生，了解到Pro/ENGINEER在产品开发流程中的重要作用后，便开始寻找合适的学习资源。《Pro/ENGINEER野火版3.0自学手册》的出现，为我打开了通往Pro/ENGINEER世界的大门。这本书的优点在于其内容的全面性和针对性。它不仅涵盖了Pro/ENGINEER软件的各项核心功能，还结合了实际的产品开发流程，为我提供了一个完整的学习框架。我尤其欣赏它在参数化设计和关系驱动设计方面的讲解。手册详细解释了如何通过参数和关系来控制模型的尺寸和形状，以及如何通过修改驱动参数来快速地更新模型，这让我深刻理解了参数化设计在提高设计效率和保证设计一致性方面的巨大优势。在工程图生成部分，手册也提供了非常实用的指导，它详细介绍了如何根据三维模型自动生成各种视图、剖视图、细节视图，以及如何标注尺寸、公差和形位公差，这对于我完成毕业设计中的工程图纸非常有帮助。此外，手册中还涉及了简单的有限元分析（FEA）和运动仿真（Motion）的应用，虽然这部分内容相对基础，但它让我初步了解了Pro/ENGINEER在仿真分析领域的潜力，激发了我进一步深入学习的兴趣。这本书的整体风格严谨而不失活泼，通过大量的实例和清晰的讲解，将抽象的设计概念具象化，让我能够更直观地理解和掌握Pro/ENGINEER的使用技巧。

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作为一名对产品仿真与优化充满兴趣的工程师，我一直希望找到一本能够帮助我掌握Pro/ENGINEER在这些领域应用的教材。《Pro/ENGINEER野火版3.0自学手册》正是满足了我这一需求。这本书最让我感到惊喜的是它对“仿真分析”和“运动仿真”的详细介绍。我特别关注其在“结构分析”方面的讲解，它不仅介绍了如何创建有限元模型，进行网格划分，还详细讲解了如何施加载荷、约束，以及如何分析应力、应变和位移等结果。手册中通过一个简单的梁结构受力分析的案例，让我对Pro/ENGINEER的仿真能力有了初步的认识。在“运动仿真”方面，手册也提供了非常有价值的指导，它讲解了如何定义零件的运动副、驱动器，以及如何进行机构的运动仿真和碰撞检测，这对于我理解机械系统的工作原理和优化机构设计非常有帮助。此外，手册中还涉及了“拓扑优化”和“形优化”的初步概念，这让我看到了Pro/ENGINEER在结合仿真结果进行设计优化方面的巨大潜力。这本书的价值在于它将Pro/ENGINEER的应用场景从单纯的建模扩展到了仿真与优化领域，为我提供了一个更全面的学习视角，让我能够更深入地理解产品设计与性能之间的关系。

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我是一名希望提升自身CAD技能的机械工程师，了解Pro/ENGINEER的强大功能后，便入手了这本《Pro/ENGINEER野火版3.0自学手册》。这本书给我最深的印象是其“系统性”和“完整性”。它不仅仅是零散的技巧罗列，而是为我构建了一个完整的Pro/ENGINEER学习体系。我特别对其中关于“高级曲面建模”的章节非常满意。它详细讲解了如何运用“扫描”、“混合”、“放样”等多种曲面生成技术，并且深入分析了如何通过“曲面分析”工具，如曲率分析、高光分析、斜率分析等，来评估和优化曲面的质量，确保其满足设计要求。在“装配设计”方面，手册也提供了非常实用的指导，它不仅涵盖了基本的约束关系，还重点介绍了“自动化装配”和“大型装配管理”技术，如“组件替换”、“外部参考”等，这些技术能够极大地提高我在处理复杂装配项目时的效率。此外，手册中还涉及了“参数化设计”和“关系驱动设计”的深度应用，让我能够通过建立参数和关系来控制模型的尺寸和形状，实现设计意图的快速更改和验证。这本书的价值在于它为我提供了一个不断学习和探索的平台，让我能够持续地挖掘Pro/ENGINEER的潜力，并将其应用于实际工作中，不断提升我的设计能力。

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这本书的名字叫《Pro/ENGINEER野火版3.0自学手册》，但我拿到这本手册的时候，心中涌起的是对整个三维CAD领域，特别是Pro/ENGINEER强大功能的全新认识。在此之前，我对Pro/ENGINEER的印象更多是停留在“一款专业的CAD软件”，概念性的了解，但具体如何操作，如何通过它来将脑海中的设计转化为数字模型，却是一窍不通。拿到这本手册，我抱着试一试的心态，希望能找到一个清晰的学习路径。翻开第一页，映入眼帘的不是晦涩难懂的术语堆砌，而是非常友好的界面介绍和基本操作逻辑的梳理。它没有直接抛给我复杂的曲面建模或者装配体约束，而是从最基础的草绘环境开始，一步步讲解如何绘制二维图形，如何添加尺寸和约束，如何将二维图形通过拉伸、旋转等方式转化为三维实体。这种由浅入深的讲解方式，让我这个初学者感觉非常安心，没有产生畏难情绪。手册中穿插的许多小技巧和快捷键提示，更是大大提升了我的学习效率，让我能够更快地掌握软件的基本操作，并逐渐建立起对三维建模的信心。特别是关于图层管理和颜色设置的部分，虽然看似简单，但对于后期模型的整理和管理至关重要，手册的详细讲解让我明白了其背后的逻辑和重要性，这在我之前的学习经历中是很少注意到的细节。总的来说，这本书给我最大的感受就是“实用”和“易懂”，它真正做到了从零开始，引导读者一步步踏入Pro/ENGINEER的世界，并为后续更深入的学习打下了坚实的基础。

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购买《Pro/ENGINEER野火版3.0自学手册》的初衷，是希望能够系统地学习Pro/ENGINEER在模具设计领域的应用。我本身是模具行业的从业者，深知三维CAD软件在现代模具设计中的核心地位，而Pro/ENGINEER以其强大的曲面造型和实体建模能力，在行业内一直享有盛誉。拿到这本手册后，我立刻被其结构所吸引。它并没有仅仅停留在软件功能的罗列，而是将Pro/ENGINEER的各项功能与实际的模具设计流程紧密结合。例如，在讲解零件设计时，它会结合一些典型的模具零件（如顶杆、司筒等）的绘制案例，详细演示如何运用拔模、圆角、倒圆角等功能来优化模型，并如何在模型中添加必要的特征，如螺纹孔、定位槽等。让我印象深刻的是，手册中关于模具分型面的创建部分，讲解得尤为细致。它不仅介绍了多种分型策略，还通过实例展示了如何利用曲面工具（如绘制曲面、延伸曲面、修剪曲面等）来精确地创建复杂的分型面，并且对分型线的绘制和优化也做了深入的分析。此外，手册中关于模具组件的装配和干涉检查的章节，也为我提供了宝贵的指导。它详细讲解了如何使用Pro/ENGINEER的装配约束来正确地组装模具部件，以及如何利用软件的干涉检测功能来找出并解决潜在的装配问题，这对于保证模具的顺利制造和使用至关重要。这本书的价值在于，它不仅仅教授“如何操作”，更重要的是教会“如何思考”，如何将Pro/ENGINEER的能力与实际的模具设计问题相结合，提供高效的解决方案。

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