SolidWorks及COSMOSMotion机械仿真设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学

作者:张晋西，郭学琴编

出品人:

页数:245

译者:

出版时间:2007-1

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787302140559

丛书系列:

图书标签:

• Solidworks
• COSMOS
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• COSMOSMotion
• 机械设计
• 仿真
• 工程
• CAD
• CAM
• CAE
• 运动仿真
• 设计优化
• 工业工程

《机械结构设计与优化分析》 内容简介 本书聚焦于现代机械工程领域的核心——机械结构的设计理论、实现方法以及性能优化分析。它旨在为工程技术人员、高校师生以及对机械设计有深入学习需求的读者提供一套系统、实用的知识体系和实践指导。全书内容紧密围绕机械结构从概念生成到最终验证的全生命周期展开，强调理论深度与工程实践的紧密结合。 第一部分：机械结构设计基础理论 本部分奠定了坚实的理论基础，涵盖了现代机械设计中不可或缺的几个关键领域。 第一章：工程材料的性能与选择 详细阐述了金属材料（如钢铁、铝合金、钛合金）和非金属材料（如高分子材料、复合材料）在承载、疲劳、蠕变、腐蚀等方面的性能指标。重点讨论了如何依据工作环境、载荷类型和预期寿命进行科学的材料选择，包括材料的微观结构与宏观性能之间的关系，以及先进材料在特种工程中的应用前景。 第二章：机械零部件的强度与可靠性设计 深入解析了静力学、动力学载荷下的应力分析方法，包括经典断裂力学理论在结构安全评估中的应用。系统介绍了常用零部件（如轴、轴承、齿轮、弹簧、连接件）的设计准则与计算方法，并引入了可靠性工程的概念，讲解了概率论方法在预测结构失效风险中的应用，强调了设计安全系数的合理取值。 第三章：运动学与动力学基础 本章回归到机械系统的运动特性。详细介绍了平面机构和空间机构的运动分析方法，包括瞬时速度、加速度的计算，以及利用矩阵法进行复杂机构运动学的求解。在动力学方面，重点阐述了牛顿-欧拉方程在线性与非线性系统中的应用，为后续的振动与控制分析打下基础。 第二部分：先进的结构设计方法与数字化实现 本部分侧重于现代工程实践中常用的设计理念和工具的应用，着重于如何高效、精确地完成结构建模与分析。 第四章：参数化建模与特征化设计 全面介绍如何利用主流三维计算机辅助设计（CAD）软件进行高效的参数化建模。内容涵盖草图绘制、实体创建、特征管理、装配体约束定义等基本操作。特别强调了设计意图的捕捉和参数化驱动的设计思想，使得设计修改能快速、一致地反映在整个模型中。 第五章：结构静力学与模态分析 本章是数值分析的核心入门。详细介绍了有限元方法（FEM）的基本原理，包括单元选择、网格划分（Mesh Generation）的策略与收敛性判断。重点演示了如何建立结构模型，施加边界条件与载荷，进行线弹性静力学分析，以获取应力、应变分布和结构变形。同时，系统讲解了模态分析（Eigenvalue Analysis）在识别结构固有频率和振型中的作用，这是避免共振破坏的前提。 第六章：接触、摩擦与非线性问题分析 针对实际工程中普遍存在的接触、大变形、材料非线性等复杂问题，本章提供了深入的解决方案。讲解了各种接触算法的原理（如罚函数法、增广拉格朗日法），并分析了摩擦模型对结构响应的影响。非线性分析部分，包括几何非线性和材料非线性的处理流程，为高载荷或复杂受力机构的精确仿真提供了技术支撑。 第三部分：机构的动态性能优化与控制 本部分将分析的重点从静态转移到动态行为，探讨如何通过优化设计来提升机构的运行性能和寿命。 第七章：机械系统的瞬态动力学响应 系统阐述了求解瞬态动力学问题的数值方法，包括隐式积分和显式积分方法的适用场景。重点分析了冲击载荷、往复运动载荷下机械系统的时间域响应，如瞬时冲击力、振动衰减特性等，为设计缓冲和吸能结构提供理论依据。 第八章：机械振动与噪声控制设计 结合前述的模态分析结果，本章聚焦于主动和被动的振动控制策略。讨论了有阻尼和无阻尼系统的受迫振动响应。内容包括质量块优化、动力吸振器的设计原理与参数确定，以及隔振材料的应用，旨在有效降低结构传递的振动和噪声水平。 第九章：机构性能的拓扑优化与多目标设计 介绍如何利用先进的优化算法，将设计目标（如最小化重量、最大化刚度、控制应力集中）转化为数学模型。详细介绍了拓扑优化（Topology Optimization）的方法论，展示如何从一个设计空间中自动生成最优化的材料分布路径。此外，还探讨了基于灵敏度分析的多目标优化策略，帮助工程师在相互制约的设计指标间找到最佳平衡点。 总结 本书结构严谨，内容覆盖了从材料科学到先进数值分析的完整机械结构设计流程。通过理论讲解、方法阐述与案例剖析相结合的方式，读者将能够熟练掌握运用现代工程工具和理论来设计、分析和优化复杂机械结构的能力，从而显著提升工程项目的成功率和产品性能。

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这本书在设计美学和易读性方面也给我带来了惊喜。作为一本技术手册，它完全摆脱了传统教科书那种密密麻麻、只有黑白文字的沉闷感。首先，页边距和字体选择非常舒适，长时间阅读眼睛不会感到疲劳。其次，重点内容的排版处理得当，关键命令或设置项被巧妙地用不同颜色的框或加粗字体突出显示，这对于需要快速定位信息的读者来说极其友好。更重要的是，作者在讲解每一个复杂步骤时，总能巧妙地穿插一些关于“设计哲学”的思考。例如，在讨论如何简化复杂的机械装配体进行仿真以提高计算效率时，作者并没有简单地说“删除不必要的零件”，而是引导读者思考“哪些零件对本次分析的输出结果影响最小，可以被等效替代”。这种由表及里的讲解方式，使得学习过程不再是机械的记忆，而是一种思维的训练。总而言之，这是一本真正能沉下心来读，并且读完后能立刻在工作中感受到效率提升的专业书籍，物超所值。

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这本《SolidWorks及COSMOSMotion机械仿真设计》的书籍，说实话，刚拿到手的时候，我内心是有点忐忑的。我一个搞机械设计出身的，对SolidWorks这套软件是耳熟能详，但一提到“COSMOSMotion”这个模块，我的脑子里立马浮现出无数复杂的动力学方程和求解器的画面，感觉像是要啃一块硬骨头。我原本的期望是，这本书能像一本工具手册一样，清晰地罗列出软件界面上每一个按钮的功能，以及如何快速搭建一个能跑起来的简单模型。然而，阅读体验却远超我的预期。它没有直接把我们拽入那些晦涩难懂的理论深渊，反而更像是一位经验丰富的老工程师，带着你一步步走过实际项目中的难点。书中的案例选择非常贴近工业实际，比如复杂的连杆机构、凸轮机构的动态分析，甚至是多体系统在不同载荷下的响应模拟，讲解得深入浅出。尤其是关于接触力和摩擦力的处理部分，作者似乎特别花心思，用非常直观的图示和步骤分解了那些在实际仿真中最容易出错的细节，这一点对我来说简直是救命稻草。我之前在处理机构的极限工况模拟时总是捉襟见肘，但通过学习这本书里关于时间步长设置和约束条件设定的精妙之处，我终于找到了那种“一切尽在掌握”的感觉。如果说有什么遗憾，可能是在高级的非线性材料特性模拟上着墨稍浅，但考虑到本书的定位是基础到进阶的综合应用，这点瑕不掩瑜，整体而言，它更像是一本实战指南而非理论教科书。

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我是一个追求效率的工程师，时间成本对我来说至关重要。我购买这本书的初衷，就是希望能够快速掌握COSMOSMotion的核心功能，以便在项目紧迫时能快速进行验证和优化。坦白讲，市面上很多号称“快速入门”的书籍，读完后你会发现自己只是学会了点皮毛，一遇到稍微复杂一点的装配体运动就束手无策。这本书的优势在于其“由浅入深、模块化”的结构设计。它将复杂的仿真流程拆分成了若干个独立的小任务，比如“约束的创建与调试”、“外部载荷的施加”、“结果的后处理与可视化”等。这种划分方式极大地提升了学习的专注度。我可以在工作间隙，针对性地翻阅某一章节，快速解决手头上的特定问题，而不需要从头到尾读一遍。最让我印象深刻的是关于“结果后处理”的章节，作者没有停留在软件自带的曲线图上，而是详细讲解了如何利用外部数据接口将仿真结果导出，并结合MATLAB或Excel进行二次开发和更深入的统计分析。这无疑是为那些需要将仿真数据融入到更大数据流中的高级用户打开了一扇门。这本书的深度和广度，使得它能够陪伴读者度过从“初学者”到“熟练使用者”的完整阶段。

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说实话，我找了很多关于运动仿真的书籍，很多都堆砌了大量的理论公式，读起来让人昏昏欲睡，感觉像是把大学的《理论力学》课本搬了过来，硬生生地加上了软件操作的截图。这本书的叙事方式完全不同，它更像是作者在给你“传授心法”。我尤其欣赏作者在讲解思路上的构建，而不是单纯的命令罗列。比如说，书中在介绍如何对一个复杂的齿轮传动系统进行运动学分析时，它没有直接跳到Motion Study窗口，而是先花了一整章的篇幅去讨论“如何定义一个稳健的边界条件”——这才是真正决定仿真成败的关键！作者强调了从物理模型到数学模型，再到软件模型的映射过程，这让我这个长期在“操作层面打转”的设计师醍醐灌顶。我开始意识到，很多时候仿真结果不准，不是软件不行，而是我们对物理世界的理解和输入不够精确。书中的图文排版也很有考究，插图清晰度极高，而且很多关键步骤都配上了“专家提示”或“常见误区”，这种设计极大地缩短了我的学习曲线。它真正做到了将枯燥的软件操作融入到工程思维的培养中，使得读者在学会“怎么做”的同时，也明白了“为什么要这么做”。对于已经掌握SolidWorks基础建模但想深入动力学分析的新手来说，这本书的价值是无可替代的。

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对于我这种习惯于通过“试错”来学习软件的动手派用户来说，一本好的技术书籍，其代码和步骤的严谨性是检验其质量的试金石。很多软件教程只会展示“成功”的案例，却避而不谈那些导致计算发散、模型崩溃的“失败”路径。这本书在这方面做得非常出色，可以说是“亦师亦友”。它清晰地指出了在设置瞬态动力学仿真时，不同求解器（如隐式与显式）的选择所带来的计算成本和精度权衡。我记得在处理一个需要高速冲击的场景时，我原先一直用默认设置，结果计算一直中断。翻到这本书里专门讨论“求解器参数调整”的那一节，作者用一个具体的例子说明了，在高速、非线性冲击问题中，选择显式求解器并适当降低初始时间步长的必要性。书中甚至列出了几个在实际工程中非常常见的、但普通教程不会提及的“陷阱”，比如模型间的零间隙配合导致在仿真开始瞬间产生无穷大的初始力矩。这种基于大量实战经验总结出来的“避坑指南”，其价值远远超过了单纯的软件功能介绍。它不仅教会了我如何使用软件，更教会了我如何像一个有经验的分析工程师那样去思考。

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现在这本书对新版本的Solidworks已经没用了

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