材料成形计算机辅助工程pdf/txt下载_在线阅读全文

内容简介

　　《材料成形计算机辅助工程(高等学校规划教材)》为高等学校材料成形与控制工程专业教材，在内容组成上，重点突出材料成形过程计算机辅助工程(CAE)的功能及系统组成、材料成形过程的各类CA技术及相互关系、材料成形过程CAD／CAM集成化技术、计算机辅助优化技术等；在CAE方法上，针对材料加工成形工艺，重点突出过程优化技术及其应用、材料成形CAD／CAD集成化技术以及计算机辅助孔型优化设计CARD等；在应用方面，重点介绍轧制过程CAE以及计算机辅助孑L型设计技术的重要应用；在上机实践方面，以轧制过程CAE为算例突出应用CAE技术分析和研究材料成形专业问题的基本能力。
　　本书也可供材料成形领域的研究者及相关工程技术人员参考。

作者简介

目　　录

1 概论 1.1 计算机辅助工程(CAE) 1.1.1 计算机辅助工程(CAE)的意义 1.1.2 CAE在先进制造技术中的地位和作用 1.2 材料成形CAE的定义与组成 1.2.1 材料成形若干计算机辅助技术 1.2.2 材料成形CAE的定义 1.2.3 材料成形CAE的功能与组成 1.3 CAE的历史与发展趋势 1.3.1 CAD／CAM／CAE技术的发展历史 1.3.2 CAD／CAM技术的发展趋势 1.4 CAD／CAM系统的硬件和软件 1.4.1 CAD／CAM系统的组成 1.4.2 CAD／CAM系统的类型 1.4.3 CAD／CAM系统的硬件组成 1.4.4 CAD／CAM系统的软件组成 1.5 CAD／CAM系统的选型原则 1.5.1 CAD／CAM硬件选型原则 1.5.2 CAD／CAM软件选型原则思考题参考文献2 材料成形过程优化与模拟 2.1 概述 2.1.1 最优化的基本概念 2.1.2 材料成形过程优化的评价指标 2.1.3 最优化方法的主要分类 2.2 材料成形过程优化方法 2.2.1 优化问题的数学模型 2.2.2 线性规划方法 2.2.3 非线性规划方法 2.2.4 动态规划方法 2.3 材料成形过程模拟 2.3.1 材料成形物理模拟 2.3.2 材料成形计算机模拟思考题参考文献3 计算机辅助工艺规程设计(CAPP) 3.1 CAPP的基本原理 3.2 CAPP在CAD／CAM集成系统中的作用 3.3 CAPP的基本构成 3.4 CAPP的基本类型 3.5 CAPP的基础技术 3.6 CAPP的发展趋势思考题参考文献4 计算机辅助质量系统(CAQ) 4.1 计算机辅助质量系统的功能结构 4.1.1 质量计划 4.1.2 自动检测及质量数据采集 4.1.3 质量评价与控制 4.1.4 质量综合管理 4.2 集成质量系统 4.2.1 集成质量系统的信息流 4.2.2 集成质量系统的功能 4.3 计算机工艺过程监控思考题参考文献5 CAD建模及CAD／CAM集成化 5.1 CAD建模技术 5.1.1 几何建模的基本概念 5.1.2 几何建模技术 5.2 计算机辅助数控加工 5.2.1 数控加工的概念 5.2.2 计算机辅助数控加工编程 5.2.3 数控程序的检验与仿真 5.3 虚拟制造技术 5.3.1 虚拟制造的概念 5.3.2 虚拟制造与实际制造的关系 5.3.3 虚拟制造的分类 5.3.4 虚拟制造的体系结构 5.3.5 虚拟制造的关键技术 5.3.6 虚拟产品的开发 5.4 CAD／CAM集成化系统 5.4.1 CAD／CAM集成的概念 5.4.2 CAD／CAM系统集成的目标 5.4.3 CAD／CAM系统的集成方式思考题参考文献6 CAE在材料成形技术中的应用举例 6.1 计算机辅助孔型设计 6.1.1 计算机辅助孔型设计(CARD)的意义 6.1.2 CARD的发展概况 6.1.3 CARD系统的总体结构 6.1.4 CARD的主要类型 6.1.5 CARD优化设计方案 6.1.6 CARD中的变形模型及算法 6.1.7 连续式轧机CARD算法及程序框图 6.2 模具CAD／CAM 6.2.1 概述 6.2.2 冲模CAD／CAM系统的流程与功能 6.2.3 模具结构设计软件系统 6.2.4 模具结构设计的基本方法 6.2.5 冲裁模具CAD／CAM集成思考题参考文献附录本书所用CARD变形参数计算模型

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<pre>1 概论
  1.1 计算机辅助工程(CAE)
    1.1.1 计算机辅助工程(CAE)的意义
    1.1.2 CAE在先进制造技术中的地位和作用
  1.2 材料成形CAE的定义与组成
    1.2.1 材料成形若干计算机辅助技术
    1.2.2 材料成形CAE的定义
    1.2.3 材料成形CAE的功能与组成
  1.3 CAE的历史与发展趋势
    1.3.1 CAD／CAM／CAE技术的发展历史
    1.3.2 CAD／CAM技术的发展趋势
  1.4 CAD／CAM系统的硬件和软件
    1.4.1 CAD／CAM系统的组成
    1.4.2 CAD／CAM系统的类型
    1.4.3 CAD／CAM系统的硬件组成
    1.4.4 CAD／CAM系统的软件组成
  1.5 CAD／CAM系统的选型原则
    1.5.1 CAD／CAM硬件选型原则
    1.5.2 CAD／CAM软件选型原则
  思考题
  参考文献
2 材料成形过程优化与模拟
  2.1 概述
    2.1.1 最优化的基本概念
    2.1.2 材料成形过程优化的评价指标
    2.1.3 最优化方法的主要分类
  2.2 材料成形过程优化方法
    2.2.1 优化问题的数学模型
    2.2.2 线性规划方法
    2.2.3 非线性规划方法
    2.2.4 动态规划方法
  2.3 材料成形过程模拟
    2.3.1 材料成形物理模拟
    2.3.2 材料成形计算机模拟
  思考题
  参考文献
3 计算机辅助工艺规程设计(CAPP)
  3.1 CAPP的基本原理
  3.2 CAPP在CAD／CAM集成系统中的作用
  3.3 CAPP的基本构成
  3.4 CAPP的基本类型
  3.5 CAPP的基础技术
  3.6 CAPP的发展趋势
  思考题
  参考文献
4 计算机辅助质量系统(CAQ)
  4.1 计算机辅助质量系统的功能结构
    4.1.1 质量计划
    4.1.2 自动检测及质量数据采集
    4.1.3 质量评价与控制
    4.1.4 质量综合管理
  4.2 集成质量系统
    4.2.1 集成质量系统的信息流
    4.2.2 集成质量系统的功能
  4.3 计算机工艺过程监控
  思考题
  参考文献
5 CAD建模及CAD／CAM集成化
  5.1 CAD建模技术
    5.1.1 几何建模的基本概念
    5.1.2 几何建模技术
  5.2 计算机辅助数控加工
    5.2.1 数控加工的概念
    5.2.2 计算机辅助数控加工编程
    5.2.3 数控程序的检验与仿真
  5.3 虚拟制造技术
    5.3.1 虚拟制造的概念
    5.3.2 虚拟制造与实际制造的关系
    5.3.3 虚拟制造的分类
    5.3.4 虚拟制造的体系结构
    5.3.5 虚拟制造的关键技术
    5.3.6 虚拟产品的开发
  5.4 CAD／CAM集成化系统
    5.4.1 CAD／CAM集成的概念
    5.4.2 CAD／CAM系统集成的目标
    5.4.3 CAD／CAM系统的集成方式
  思考题
  参考文献
6 CAE在材料成形技术中的应用举例
  6.1 计算机辅助孔型设计
    6.1.1 计算机辅助孔型设计(CARD)的意义
    6.1.2 CARD的发展概况
    6.1.3 CARD系统的总体结构
    6.1.4 CARD的主要类型
    6.1.5 CARD优化设计方案
    6.1.6 CARD中的变形模型及算法
    6.1.7 连续式轧机CARD算法及程序框图
  6.2 模具CAD／CAM
    6.2.1 概述
    6.2.2 冲模CAD／CAM系统的流程与功能
    6.2.3 模具结构设计软件系统
    6.2.4 模具结构设计的基本方法
    6.2.5 冲裁模具CAD／CAM集成
  思考题
  参考文献
附录 本书所用CARD变形参数计算模型</pre>
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前　　言

　　当前随着计算机辅助（CA-）技术特别是计算机辅助工程（CAE）技术广泛深入的应用，正在使包括材料加工在内的几乎所有工程技术领域发生着深刻的变革。与传统的经验直觉法和试凑法（Trial and Error Method）不同， CAE技术（包括CAD/CAM）极大地促进了生产技术向以模型化（Modelling）、最优化（Optimization）、集成化（Integration）、柔性化（Flexibility）和智能化(Intelligence)为特征的工程科学方向发展。CAE作为设计工作者提高工程创新和产品创新能力的有效工具可以对创新的设计方案实施性能与可靠性分析并对虚拟样机（Virtual prototype）进行模拟仿真，超前再现加工制造过程，及早发现实际缺陷，获得预报性结果，实现优化设计；而且在创新的同时，提高设计质量，降低研究开发成本，缩短研究开发周期。因此CAE技术不论在建设新的工程项目还是在改造现有企业、优化工艺规程、挖掘设备潜力、提高生产率等方面都有着极其重要的应用。

当前随着计算机辅助（CA-）技术特别是计算机辅助工程（CAE）技术广泛深入的应用，正在使包括材料加工在内的几乎所有工程技术领域发生着深刻的变革。与传统的经验直觉法和试凑法（Trial and Error Method）不同， CAE技术（包括CAD/CAM）极大地促进了生产技术向以模型化（Modelling）、最优化（Optimization）、集成化（Integration）、柔性化（Flexibility）和智能化(Intelligence)为特征的工程科学方向发展。CAE作为设计工作者提高工程创新和产品创新能力的有效工具可以对创新的设计方案实施性能与可靠性分析并对虚拟样机（Virtual prototype）进行模拟仿真，超前再现加工制造过程，及早发现实际缺陷，获得预报性结果，实现优化设计；而且在创新的同时，提高设计质量，降低研究开发成本，缩短研究开发周期。因此CAE技术不论在建设新的工程项目还是在改造现有企业、优化工艺规程、挖掘设备潜力、提高生产率等方面都有着极其重要的应用。<br />
　　当前世界工业发达国家普遍地使用CAE技术，CAE技术不仅能极大地促进国家工业现代化发展，而且还为企业可持续发展提供了强有力的技术手段。CAE技术已成为衡量一个国家工业生产技术水平和现代化程度的重要标志，也是体现综合国力的重要方面。正因如此，我国早在1987年就提出863/CIMS主题计划，其核心技术包含CAD/CAM/CAE的现代集成制造系统。在CAE技术领域特别是材料加工方面我国起步虽晚但发展速度较快。当前通过引进、消化、吸收和创新提高，我国部分大型企业CAE技术的应用已有较高水平，但全国总体应用水平还有待进一步提高，特别是材料加工行业，不少企业真正意义上的CAE几乎是空白。<br />
　　进入21世纪后，特别是随着我国正式加入WTO以后, 我国企业将进入全球化市场氛围，国际化竟争日趋激烈，企业间的竞争将表现为产品性能与制造成本的竞争。一个企业如果没有良好的CAE软硬件环境，特别是不拥有大批精通CAE技术的人才，是难以在当今国际经济大循环中赶超世界先进水平的。作为当代理工科大学生、研究生和工程技术人员极有必要掌握先进的CAE技术。<br />
　　北京科技大学是国内最早开展计算机辅助工程科研与教学的单位之一，并在“十五”开始的材料成形及控制工程专业设置《材料成形计算机辅助工程》课程。本书将北京科技大学在八五、九五期间为金属压力加工专业开设的《轧制计算机辅助工程》、《计算机辅助孔型设计》、《轧制过程计算机模拟》、《工程优化基础》以及作者开设的全校公共选修课《计算机辅助工程与优化》等课程的相关教学内容融入现在的教材中。在教材编写过程中注重理论联系实际，将CAE领域中典型的研究成果和重要CAE应用实例融入其中，从而加深对CAE技术应用的理解。<br />
　　本书由洪慧平主编，其中的前言、第1章、第2章、第5章和第6章由洪慧平编写；第3章和第4章由曲扬编写。本书的出版得到了教育部本科教学工程-专业综合改革试点项目经费和北京科技大学教材建设基金的资助！<br />

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材料成形计算机辅助工程

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