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出版者:机械工业

作者:詹迪维

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页数:373

译者:

出版时间:2009-5

价格:59.00元

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isbn号码:9787111271161

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好的，以下是一份关于《SolidWorks曲面设计实例精解》之外的其他图书的详细简介，旨在满足您对内容详实、无AI痕迹的要求，字数控制在1500字左右： --- 科技前沿与工程实践：数字化设计、先进制造与材料科学系列丛书 《高级参数化建模与复杂结构优化设计：基于APDL与FEA的深度融合》 本书聚焦于现代工程设计中最具挑战性的领域之一：如何将复杂的几何模型与精密的性能分析紧密结合，实现设计的迭代优化。 随着计算机辅助工程（CAE）技术的飞速发展，单纯的几何建模已无法满足高端制造业的需求，而如何将仿真分析的结果有效地反馈到参数化设计流程中，成为衡量设计能力的核心指标。 第一部分：参数化设计的精髓与方法论 本书的开篇深入探讨了参数化设计背后的核心理念。它不仅仅是关于创建可变尺寸的特征，更是一种自顶向下的设计思维模式。我们将详细剖析参数驱动的哲学，区分基于特征的参数化与基于方程的参数化，并重点介绍如何构建稳定、高效的参数关系树。 关键内容包括： 1. 驱动维度与约束管理： 如何在大型装配体中识别关键的驱动尺寸和几何关系，并利用宏语言（如VBA或Python接口）实现复杂约束的自动化管理。 2. 拓扑优化与设计空间探索： 介绍如何利用设计变量（Design Variables）的定义来约束结构优化的边界条件，从而在保证功能的前提下，寻找材料效率最高的结构形态。 3. 历史记录依赖性分析： 深入剖析特征重建过程中“失败”与“重生成错误”的根源，提供一套系统化的诊断流程，确保模型在参数修改下的鲁棒性。 第二部分：Abaqus/ANSYS APDL 高级应用与集成 本书的核心价值在于对分析与建模的深度集成。我们选择工业界应用最为广泛的有限元分析软件平台（Abaqus/ANSYS）的底层脚本语言——APDL（Abaqus Parametric Definition Language 或 ANSYS Parametric Design Language）作为桥梁。掌握APDL意味着可以突破图形用户界面（GUI）的限制，实现高度定制化的分析流程。 具体章节涵盖： 1. APDL脚本的编写规范与效率优化： 学习如何编写模块化、可复用的APDL代码块，用于自动生成网格、定义材料属性、施加载荷与边界条件。重点讲解循环结构和条件判断在分析流程自动化中的应用。 2. 复杂材料模型的实施： 针对航空航天、高分子复合材料等前沿领域，介绍如何利用APDL用户子程序（UMAT/VUMAT）集成自定义的本构模型，实现对非线性材料行为的精确模拟。 3. 多物理场耦合分析的脚本实现： 详细演示热-结构耦合、流固耦合（FSI）等复杂问题的APDL脚本实现流程，包括求解器的调用顺序和结果数据的提取与后处理。 第三部分：几何-分析-优化闭环系统的构建 第三部分是全书的技术高潮，目标是将前两部分的技术融合成一个可重复执行的优化循环。这要求设计人员不仅是模型构建者，更是流程的架构师。 此部分将详细介绍以下关键技术栈的集成： 1. 数据桥接技术： 如何利用中间文件格式（如Neutral CAD Format、HDF5）或直接的API调用，实现CAD模型参数与FEA输入文件的自动同步。重点介绍如何解析FEA的输出文件（如ODB、RST），提取应力、位移、模态频率等关键性能指标。 2. 遗传算法与响应面法的应用： 结合工程实践案例，演示如何使用MATLAB或Python库（如SciPy、DEAP）作为优化算法的驱动器，驱动CAD模型进行迭代修改，并通过FEA评估其性能，直至满足预设的优化目标（如最小重量、最大刚度）。 3. 高保真度模型的构建策略： 针对超高维度的设计空间，介绍降阶模型（Reduced Order Modeling, ROM）的构建方法，通过样本点采集和代理模型（Surrogate Model）的训练，极大地缩短迭代优化所需的时间成本。 读者对象与技术储备要求 本书面向具有中级以上机械设计、结构分析背景的工程师、研究生及专业技术人员。理想的读者应具备以下基础： 熟悉至少一款主流三维CAD软件的操作逻辑。 了解有限元分析的基本原理，包括单元类型、网格划分和求解器选择。 具备基本的编程逻辑能力，尤其对脚本语言有接触者将更容易理解APDL的高级应用。 本书不侧重于基础的草图绘制、特征拉伸或简单的静力学分析，而是直接切入工程优化问题的核心——如何通过软件的底层能力实现设计流程的智能化和自动化，从而应对现代工业对“轻量化、高性能、快速迭代”的严苛要求。 读者通过本书的学习，将能够独立构建从概念设计到性能验证的全自动化验证平台。 --- 《增材制造（3D打印）中的材料科学与后处理工艺详解》 本书是面向快速原型、高端模具制造及最终零件生产的工程师和科研人员的专业指南，它深入剖析了增材制造（AM）技术背后的材料行为、工艺参数对零件性能的决定性影响，以及高效的后处理技术。 增材制造正在从快速原型阶段迈向复杂零件的批量化应用，理解材料在制造过程中的微观结构演变是确保零件可靠性的关键。 第一部分：增材制造材料的微观结构与热力学基础 不同于传统减材制造，增材制造过程是快速熔化与凝固的循环，这导致了材料内部微观结构的独特形成机制。本书将聚焦于金属（如Ti6Al4V、Inconel 718）和高分子材料在AM过程中的热历史。 核心探讨内容： 1. 快速凝固效应与晶粒组织控制： 详细分析高扫描速度下材料的液态行为，包括枝晶生长、偏析现象以及残余奥氏体或不均匀相的形成。介绍如何通过优化激光功率、扫描速度和层厚来调控最终晶粒尺寸与取向。 2. 残余应力与变形机理： 深入解析由于局部高热输入和快速冷却导致的巨大热梯度，如何产生高强度的残余应力。通过建立温度场-应力场的耦合模型，探讨应力松弛、翘曲和开裂的机理。 3. 粉末特性对性能的影响： 探讨金属粉末的粒径分布、球化率、流动性等参数对激光粉末床熔融（LPBF）和电子束熔化（EBM）过程中的致密化程度和孔隙率控制的决定性作用。 第二部分：面向特定工艺的工艺参数优化 本书的第二部分将针对当前主流的增材制造工艺，提供一套系统的工艺参数选择与优化框架。 针对不同工艺的重点分析： 1. 粉末床熔融（Powder Bed Fusion, PBF）： 详细介绍功率密度（Power Density）的概念及其与成形质量的关系。提供针对高反射率材料（如铜合金）的参数调整策略，以及如何利用在线监测系统（如熔池成像）反馈调整工艺参数，实现孔隙率的实时最小化。 2. 定向能量沉积（Directed Energy Deposition, DED）： 侧重于多轴运动控制与材料送进率的精确匹配。讲解如何通过DED实现复杂几何形状的修复和梯度材料的制备，以及其在大型结构件制造中的优势与挑战。 3. 高分子材料（如SLA/DLP和FFF）： 针对光固化材料，分析光照强度、固化深度与交联网络密度之间的关系，指导如何设计具有特定机械性能（如韧性或刚性）的树脂配方和固化参数。 第三部分：增材制造零件的先进后处理技术 增材制造零件的性能往往在很大程度上取决于后续的后处理。本书强调，后处理不再是简单的去除支撑，而是实现材料性能潜力的关键环节。 后处理技术的深度解析： 1. 热等静压（HIP）的优化应用： 详细阐述HIP技术如何有效消除内部微孔隙，恢复材料的理论密度。讨论HIP过程中的温度、压力曲线选择，以及它对疲劳性能和蠕变性能的改善机制。 2. 应力消除与尺寸精度恢复： 针对残余应力问题，系统介绍阶段性热处理（Stress Relief Annealing）的温度窗口和保温时间选择，并结合精密机械加工（如五轴联动）对关键功能表面的精加工策略。 3. 表面完整性增强技术： 介绍机械抛光、电化学抛光（ECP）以及激光冲击强化（LSP）等技术，如何改善疲劳敏感的表面微观形貌，从而显著提升零件的服役寿命。 目标读者与核心收获 本书适合于致力于将增材制造技术应用于航空航天、医疗植入物、模具制造等高可靠性领域的研发工程师和质量控制专家。阅读本书后，读者将能够： 深刻理解 AM工艺中热物理行为对最终组织的影响。 掌握 基于实验和仿真数据，优化工艺参数以获得最优性能的系统方法。 熟练应用 关键的后处理技术，确保3D打印零件达到甚至超越传统工艺零件的性能标准。 ---

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这本书的封面设计着实吸引人，那种沉稳又不失专业的蓝灰色调，配合着清晰的字体排版，一看就知道里面内容含金量十足。我拿到手后，首先关注的是目录结构，不得不说，编排得非常有逻辑性。它不像市面上那些泛泛而谈的教程，这本书似乎更专注于深挖一些核心的设计理念，比如如何通过参数化思维来构建复杂的曲面形体，而不是仅仅停留在工具按键的罗列上。特别是关于曲面光顺性（Continuity）的讲解，书中用了大量的图例和剖析，深入浅出地阐述了G0、G1到G5级别过渡的实际工程意义。我个人认为，对于初学者来说，这本书可能需要一定的耐心去消化那些理论基础，但对于已经有一定基础，希望将设计能力提升到“艺术”层面的工程师而言，这本书无疑是一本宝藏。它教会我的不仅仅是“如何做”，更重要的是“为什么这么做”背后的设计哲学和审美标准。我尤其欣赏其中对于逆向工程数据处理的章节，那些步骤的拆解细致入微，非常具有实操指导价值。

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从阅读体验上来说，这本书的文字风格非常严谨且富有洞察力，没有太多花哨的辞藻，直击技术核心。它不像某些“速成”读物那样鼓吹轻而易举就能掌握所有秘诀，而是脚踏实地地引导读者理解曲面设计中的难点和深度。其中对“特征线”在曲面构建中的引导作用的阐述，我感觉非常深刻。它强调了前期草图和特征线的质量决定了后期曲面的上限，这种前置思考的理念，极大地改变了我以往先建模后修改的低效工作流程。读完这本书，我感觉自己对如何预见和控制曲面的形态有了更强的掌控力，不再是单纯地依赖软件的“猜测”和“自动拟合”。对于想要从“熟练使用者”晋升为“设计专家”的人群来说，这本书提供了一种从底层逻辑去理解和控制曲面的思维框架，这种价值是无法用简单的页数或章节来衡量的。

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这本书的排版和视觉效果也值得称赞。在涉及到复杂几何结构的三维视图展示时，作者运用了高对比度的色彩和清晰的标注，使得那些原本晦涩难懂的曲面分支和控制点关系变得一目了然。我注意到，很多技术书籍在印刷质量上常常打折扣，但这本在图文的清晰度上保持了很高的水准，即便是打印出来参考，细节也丝毫不会模糊。此外，书中对不同曲面生成工具的“适用场景分析”也非常到位。比如，何时应该使用边界混成（Boundary Blend），何时采用Nurbs曲面重建，每种方法的优缺点和对后续拔模斜率的影响，作者都做了详尽的对比说明。这种对比分析，对于需要权衡设计效率和产品质量的工程师来说，是极为宝贵的经验总结。它帮助我清晰地认识到，设计选择背后蕴含的工程妥协，这比单纯学会某个命令要重要得多。

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说实话，我买过不少CAD相关的书籍，很多读起来都像干巴巴的说明书，读完往往记不住什么新东西。但这一本给我的感觉完全不同，它更像是一位资深设计师在旁边手把手地指导你攻克难关。最让我印象深刻的是书中对“自由曲面”的理解和处理方式，作者没有回避曲面设计中的常见痛点，比如边界条件处理不当导致的“凹陷”或“波纹”现象，反而将其作为重点案例进行深入剖析。书中提供的那些复杂工业产品案例，比如跑车的外形模具或者高端电子产品的外壳，其剖面分析图简直是教科书级别的示范。我曾尝试按照书中的步骤去重构一个我自己设计时遇到瓶颈的曲面，结果发现书中提供的方法论，完全可以打破我固有的思维定式。那种豁然开朗的感觉，是纯粹的软件操作手册无法给予的。这本书的价值在于它提供了一种系统化的、可复制的“解决问题”的流程，而非零散的技巧集锦。

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坦白讲，我刚开始接触这本书时，有些担心内容会过于偏重理论而缺乏实际操作的对应性。毕竟，曲面设计这玩意，光看理论是出不来作品的。然而，书中的结构巧妙地平衡了这两者。它在讲解完一个核心概念后，紧接着就会抛出一个需要应用该概念的实践任务，而且这些实践任务的难度是逐步递增的。我尤其欣赏其中关于“曲率连续性分析”的章节，书中详细介绍了如何利用软件内置的分析工具来诊断曲面质量，并提供了针对性的优化建议，比如如何调整U/V方向的参数流线来改善分析结果。这部分内容直接提升了我设计作品的“精细度”。它不再是简单的“能用就行”，而是追求“完美无瑕”。这本书真正做到了将高深的数学原理转化为可操作的设计指令，使得我们这些工程技术人员能够真正驾驭复杂的自由曲面造型。

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