机械CAD/CAE应用技术基础

章节摘录

　　第一章 绪论　　第一节 机械CAD／CAE技术概述　　一、机械CAD／CAE概念　　在机械产品开发过程中，设计人员迫切需要一种能对所做的设计进行正确评价和精确分析的工具，而不再仅仅依靠以往积累的经验和知识去估计。鉴于这种目的，人们希望将工程领域里广泛应用的有限元分析方法与CAD技术集成，共同实现“设计一评价一再设计”任务的自动化，以提高设计的精确程度和效率。　　机械CAD／CAE(Computer Aided Design／Computer Aided Engineering)技术就是通过计算机及图形输入／输出设备进行机械产品的交互设计，并建立产品的数字模型，然后在统一的产品数字模型下进行结构的计算分析、性能仿真、优化设计、自动绘图。机械CAD／CAE技术是用于支持机械产品开发的计算机辅助设计、分析的理论、方法与工具等相关技术的总称，包括现代设计理论与方法学(如并行设计、协同设计、虚拟设计、大规模定制设计、分形设计等)，以及与设计工具相关的技术(如产品数字化定义及建模技术、基于PDM的产品数据管理与过程管理技术、集成的CAx和DFx工具、智能技术等)，能使设计工作实现信息化、集成化、网络化和智能化，达到产品设计质量高、成本低和周期短的目标。　　以机械CAD／CAE为基础，还可以将产品的数字模型高效及时地传送并应用到整个企业产品价值链所涉及的各个重要环节，包括工艺规划、工装设计、生产、加工、质量控制、编制技术文档、供应、销售和服务，实现人、财、物、产、供、销信息的集成管理、科学决策。它从根本上改变了从设计到产品生产整个过程的传统工作方式和管理方法，使设计和制造领域发生了深刻的变革。　　随着中国加入WTO，制造业企业不得不参与国际市场竞争，传统的产品开发方式已不再适应企业对产品的时间、质量、成本的要求，特别是基于二维CAD的设计过程，只能处理二维图形信息，无法直观地得到三维实体产品模型，进行产品的装配分析、工程分析、物理特性计算等。而机械CAD／CAE设计分析平台，以建立全参数化三维实体模型为基础，再用有限元分析等方法进行关键零部件的强度、稳定性以及整机或部件的运动性能和动力性能的仿真分析，为企业建立起一套产品开发体系。它支持“自顶向下”和“自底向上”等设计方法，使设计更加符合实际设计过程，比使用二维CAD设计质量提高，设计原型错误减少80％，重复设计减少50％，节省了时间和资金，可以大批量生产的速度生产定制产品，缩短产品开发周期，便于企业增进全球性合作。因此，机械CAD／CAE是一种崭新的设计模式，制造企业应从设计和管理两方面分析考虑，通过产品设计手段与设计过程的数字化和智能化，缩短产品开发周期，促进产品设计的数字化，提高企业的产品创新能力。　　……

前言

　　为了适应21世纪我国现代化建设的需要，培养高质量的工程科学技术人才，教育部从1996年开始实施了“面向21世纪高等工程教育教学内容和课程体系改革计划”，接着又决定建设国家工科基础课程教学基地。这些措施推动了教育改革的深入发展，形成了一批有特色的课程体系和系列教材。由重庆大学国家工科基础课程机械基础教学基地组织编写、机械工业出版社出版的“国家工科基础课程教学基地机械基础系列教材”就是其中之一。这套系列教材是国内众多资深教授的支持、指导和数十位长期从事教学和教学改革的教师辛勤劳动的结果，能够满足机械类专业人才培养的要求。　　这套系列教材紧密结合“机械类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践”、“工程制图与机械基础系列课程教学内容和课程体系改革的研究与实践”两个面向21世纪重大教学改革项目和国家工科基础课程机械基础教学基地建设，集中反映了重庆大学等高校围绕人才培养，在改革机械基础课程体系和教学内容方面所取得的成果。　　这套系列教材的特色在于将机械基础系列课程分为设计基础和制造基础两类课群。以拓宽基础、培养学生综合应用机械基础理论与现代设计分析方法进行机械设计和创新为宗旨，遵循认知规律，明确课程定位，突破各课程自身的传统体系，基本上实现了系列课程的整体优化。通过“机械认识实践”的实践教学，帮助学生建立机械的感性认识。制造基础课群则对原机械制造的冷、热加工专业课程进行了整合和改造，建立了适合宽口径大机械专业的三个知识点——“机械制造技术基础”、“材料成形工艺基础”和“工程材料”。设计基础课群对传统的‘‘机械设计”及“机械原理”进行了大胆的尝试性整合；展示了在“机械创新设计”思维的引导下，运用“计算机图形学”、“机械CAD／CAE技术基础”等现代设计方法和手段进行机械设计主线。　　这套系列教材较好地体现了面向21世纪机械类专业人才培养模式改革的思路，对机械类专业机械基础系列课程体系及教学内容的改革进行了富有成效的探索与实践。机械工业出版社出版这套教材，实为一件很有意义的事，其将为全国机械基础课程体系的教改与教学提供又一套很有特色的教材。　　当然，这套系列教材还需要在教学改革和教学实践中经受检验、不断完善，以结出我国教育改革的硕果，是为序。

书籍目录

序

前言

第一章  CAD/CAE技术概论

第一节  CAD概念的产生和发展

第二节  CAE概念的产生和发展

第三节  CAD/CAE集成与虚拟样机设计

第四节  CAD

作者简介

《机械CAD/CAE应用技术基础(第2版)》主要讲述机械CAD／CAE技术的基本理论和方法。全书共分九章：第一章介绍机械CAD／CAE的基本概念、系统结构以及集成的关键技术；第二章介绍CAD建模；第三章介绍有限元分析技术基础和应用实例；第四章介绍机械动态设计与实验模态分析技术基础；第五章介绍Pro／NGINEER三维设计基础；第六章至第九章主要介绍系统运动学和动力学分析软件ADAMS的使用方法和应用实例。《机械CAD/CAE应用技术基础(第2版)》在内容的安排上从设计基础理论到设计工具，由浅入深，逐步展开，力求做到基础知识与最新方法介绍两者兼顾。 

《机械CAD/CAE应用技术基础(第2版)》可作为高等学校本科生教材，也可作为研究生和工程技术人员的参考书。

图书封面

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