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出版者:清华大学出版社

作者:张瑞萍

出品人:

页数:344

译者:

出版时间:2007-11

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787302162575

丛书系列:

图书标签:

• UG NX5
• 中文教程
• 数控编程
• 机械设计
• CAD/CAM
• 工业软件
• 软件操作
• 入门教程
• 数字化制造
• 工程软件

现代工程设计与数字化制造：面向全球工业标准的深度实践指南 本书聚焦于21世纪全球先进制造业的核心技术——参数化三维建模与集成化的产品生命周期管理（PLM）理念。它不涉及特定版本（如UG NX5）的软件操作流程或中文界面配置，而是将读者带入一个更宏大、更具前瞻性的工程视野。 --- 第一部分：数字化转型的基石——从概念到数字孪生的演进 第一章：工业4.0背景下的产品创新范式转变 本章深入探讨了全球制造业从自动化向智能化飞跃的历史必然性。我们分析了数字化转型（DX）对传统设计、制造和服务模式带来的根本性冲击。重点讨论了如何利用先进的计算机辅助技术（CAx）实现从市场需求捕获到最终产品交付的全链条数据驱动。本章不讨论任何具体软件的菜单路径或安装步骤，而是侧重于战略层面的理解： 制造生态系统的重塑： 探讨云制造、边缘计算在设计协同中的作用。 数据作为核心资产： 如何建立统一的工程数据管理（EDM）标准，确保数据的准确性、可追溯性与安全性。 面向未来的设计思维（Design Thinking for Engineers）： 强调跨学科整合，将用户体验（UX）和可持续性（Sustainability）融入早期设计阶段。 第二章：高级曲面建模与自由形态设计的几何基础 本章摈弃了对单一CAD软件特定建模工具集的介绍，转而深入探讨现代曲面理论在工业产品设计中的应用。内容基于数学原理，旨在帮助工程师掌握超越“工具跟随”的“几何主导”能力。 NURBS（非均匀有理B样条）的深度解析： 详细剖析了其数学定义、控制点权重对曲面光滑度和形状精度的影响。重点放在如何通过调整度数、结（Knot）向量来控制高阶连续性（G2, G3）。 拓扑与几何的解耦： 讨论了如何在概念设计阶段，利用点云数据或扫描数据，高效地重建高品质的自由曲面模型，尤其适用于汽车外饰、航空部件等对A级曲面要求极高的领域。 逆向工程在创新中的角色： 探讨了从物理原型反推数字模型的过程，以及如何利用扫描数据进行误差分析和曲面优化，以适应精密制造公差。 第二部分：集成化设计与仿真验证——提升可靠性的关键技术 第三章：参数化建模的本质与约束驱动的设计哲学 本书认为参数化并非简单的“尺寸驱动”，而是一种强大的设计意图表达语言。本章的核心在于理解“关系”而非“形状”。 特征识别与历史依赖性管理： 深入分析如何构建稳健的特征树，理解特征之间的层级关系和依赖链。强调在复杂装配体中，如何通过命名约定和参数化变量实现高效的批量修改和设计迭代。 高级约束编程在工程中的应用： 讨论了使用不等式约束、驱动式设计（Driver/Driven）来模拟真实世界的物理限制和制造约束，确保模型在设计空间内保持有效性。 面向变更的设计（Design for Changeability）： 如何预设设计变化点，使后续的设计修改成本降至最低，这是大型跨国项目管理的关键。 第四章：多物理场仿真分析（CAE）的前沿实践 本章关注工程验证的集成化趋势，即仿真不再是设计的终点，而是与设计过程并行发生的活动。内容涵盖了从线性静态分析到复杂多物理场耦合的通用方法论。 有限元方法（FEM）的理论基础与网格策略： 详细讲解了单元类型选择、边界条件施加的物理意义，以及如何通过网格优化（自适应网格、局部细化）平衡计算精度与时间效率。 疲劳寿命与可靠性评估： 探讨了低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）的评估标准，以及如何将仿真结果反馈给材料选择和结构优化。 流体动力学（CFD）在结构优化中的集成： 讨论了流固耦合（FSI）分析的必要性，例如如何优化通风系统或评估高速运动部件的气动载荷。 第三部分：面向制造的集成化数据流与协同 第五章：数字化制造链的无缝衔接——从模型到NC代码的优化路径 本章的重点在于如何确保设计模型能够无损、高效地转化为可执行的制造指令，关注的是跨部门数据交换的效率和准确性。 几何模型的制造就绪性（Design for Manufacturing, DFM）评估： 介绍基于规则的自动化DFM检查流程，识别潜在的拔模角不足、壁厚不均、刀具干涉等问题。 高级装配与运动仿真： 讨论如何利用数字孪生技术对生产线进行虚拟调试，预测装配冲突，优化机器人路径规划，降低现场调试成本。 增材制造（AM）的特殊几何要求： 探讨与传统减材制造不同的拓扑优化策略，例如轻量化设计中的点阵结构生成，以及支撑结构的设计与移除分析。 第六章：产品数据管理（PDM）与工程变更控制 本书的最后一部分强调了在复杂工业环境中，如何通过系统化的数据管理来支撑工程决策的正确性。 版本控制与基线管理： 建立严格的工程基线（Baseline）制度，区分“工作版本”、“批准版本”和“发布版本”，确保供应链上的所有参与方基于统一的、受控的数据进行操作。 物料清单（BOM）的结构化管理： 从工程BOM（EBOM）到制造BOM（MBOM）的转换流程，确保设计意图准确转化为采购和生产指令。 供应链协同与数据接口标准： 探讨STEP、IGES等中性文件格式在确保数据交换时的几何保真度，以及如何集成到企业资源规划（ERP）系统中的必要性。 --- 本书面向具备一定机械设计基础，并期望向数字化、集成化工程领域深耕的高级工程师、研发主管、制造系统架构师以及相关专业的研究生。它提供的不是工具的使用手册，而是一套指导未来十年工程实践的思维框架与技术路线图。

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对于我这种需要快速上手、追求效率的资深用户而言，我更看重的是软件的“效率优化”和“专业领域应用”。这本书在这方面给我的惊喜是，它并没有把篇幅过多地浪费在那些基础到让人不耐烦的“入门介绍”上，而是直接切入了中高级应用。例如，在模具设计模块的讲解部分，作者并没有停留在建立型腔和型芯的表面，而是深入探讨了如何利用UG NX5进行冷却水道优化和拔模斜面的自动化处理，这些都是能直接影响产品质量和生产成本的关键环节。我特别欣赏它对“参数化设计”和“特征重用”的讲解，书中提供了大量的宏编程和API调用的基础概念，虽然没有深入到代码层面，但为我后续的二次开发指明了方向。读完相关章节后，我尝试将一个重复性极高的冲压件设计流程自动化，比我之前手动操作快了至少三倍的时间。这本书的深度，足以让一个有一定基础的用户实现“技能飞跃”，它提供的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么这样可以做得更好”的深层逻辑。

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这本书拿到手里，沉甸甸的，封面设计虽然是那种比较传统的科技书籍风格，但内页的排版着实让我眼前一亮。特别是对于我这种刚接触UG NX这款软件的新手来说，清晰的图文结合简直是救命稻草。我记得我当时最头疼的就是那些复杂的曲面建模操作，感觉脑子都要打结了。这本书在讲解这部分内容时，没有一股脑地堆砌生涩的专业术语，而是像一位耐心十足的老师傅，一步一步地拆解步骤。比如，在描述如何使用“扫掠”功能构建一个复杂型面时，它不仅配上了高分辨率的软件操作截图，还对每一个参数的含义都做了详尽的文字注释，甚至连鼠标点击的位置都标得清清楚楚。这种细致入微的处理方式，极大地降低了我的学习门槛。我花了整整一个周末的时间，跟着书里的例子进行了多次实操练习，效果立竿见影。以往需要反复查阅论坛和视频才能搞明白的难点，在这本书里找到了直接、清晰的解答。它更像是一本“操作手册”而不是理论教材，非常注重“动手去做”的过程体验，这点对于工程技术人员来说，实用性太强了。

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说实话，我买过不少CAD/CAM类的教程，很多都是翻译腔很重，读起来佶屈聱牙，让人提不起精神。但这本书的语言风格非常“接地气”，它似乎深谙中国制造业一线工程师的思维习惯。内容组织上，它没有固守着软件菜单的顺序来编排章节，而是巧妙地围绕实际的“零件设计流程”来组织知识点。比如，它不是先讲所有的草图工具，而是将草图工具的应用场景融入到“绘制典型汽车轮毂草图”这个案例中去讲解。这种“项目驱动”式的教学法，让我能立刻理解所学知识在实际工作中的价值所在。更让我惊喜的是，它对一些“高级技巧”的处理方式，比如关于装配体中的运动仿真和干涉检查，书里提供的解决方案非常高效且富有创意。我之前尝试用其他方法解决一个机构的死锁问题总是不得要领，对照这本书里的一个巧妙的约束设置方法，豁然开朗。这本书的价值，远超出了单纯的软件功能罗列，它传授的是一种解决实际工程问题的思路和方法论，这点非常宝贵。

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从整体的阅读体验来看，这本书的装帧和纸张质量也值得称赞。在进行大量精细的绘图操作时，眼睛是很容易疲劳的。这本书采用了哑光纸，有效减少了光线反射，长时间盯着屏幕和书本对照操作，眼睛的负担明显减轻了不少。而且，书中的插图不仅仅是彩色（或清晰的灰度图），它们被精心设计成了“流程图”的样式，即使用户不看文字，光看图例也能大致理解操作的逻辑走向。在最后一章，它还附带了一个非常实用的资源清单，推荐了一些第三方验证软件和后处理器的下载渠道，这体现了作者的开放态度，没有把知识点完全“封闭”在书本内部。总而言之，这本书不是那种读完一遍就束之高阁的“速朽品”，它更像是工作台上的一个“常备工具”，时不时地需要翻阅，每一次重温都能发现新的细节和更优化的操作路径，性价比极高。

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坦白讲，作为一本侧重于“标准教程”的书籍，我对它的“错误排查”和“疑难解答”部分的关注度是最高的。很多教程在软件版本迭代后，很多截图和功能路径就过时了，或者在遇到特定硬件环境时会出现莫名其妙的Bug。这本书在这方面的表现相当稳健。它收录了一个专门的章节，详细列举了在Windows XP/Vista环境下运行NX5时可能遇到的内存溢出、图形驱动兼容性问题的解决方法，这对于我们这些仍然在用旧系统维护老项目的工程师来说，简直是雪中送炭。更重要的是，它对于一些软件本身设计上的“反直觉”操作给出了合理的解释。例如，某个特定的“倒角”命令在特定视图下容易产生几何错误的底层原因，这本书将其归因于当时的内核计算逻辑，并提供了规避的技巧。这种对软件“缺陷”的坦诚披露和提供替代方案的做法，体现了作者深厚的实战经验，让读者在学习过程中充满了信任感，知道自己不是一个人在与软件的“小脾气”作斗争。

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