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第1章 绪论 1

1.1制造与制造系统概述 3

1.1.1制造与制造技术 3

1.1.2制造系统 3

1.1.3制造业与装备制造业 4

1.2先进制造技术的产生和发展 7

1.2.1先进制造技术的产生与定义 7

1.2.2先进制造业的发展概况 7

1.2.3先进制造技术的体系、分类与特点 14

1.2.4先进制造技术的发展趋势 16

1.3工程仿真技术的提出和发展 21

1.3.1工程仿真技术的概念 21

1.3.2工程仿真技术的特点 22

1.3.3工程仿真技术的作用 22

1.3.4工程仿真技术的现状与发展趋势 23

习题 25

第2章 先进制造工艺技术 26

2.1先进制造工艺的概述 27

2.1.1先进制造工艺的定义、内涵、特点及地位 27

2.1.2先进制造工艺的发展概况 29

2.1.3先进制造工艺的发展趋势 30

2.2先进切削加工理论及发展现状 31

2.2.1切削颤振的产生及抑制 31

2.2.2切削摩擦学及其应用 42

2.2.3加工精度保障技术 48

2.2.4切削参数优化及专家系统 53

2.3先进切削加工刀具技术 57

2.3.1陶瓷刀具 57

2.3.2涂层刀具 66

2.3.3自润滑刀具 72

2.4高速切削技术 78

2.4.1高速加工特征与机理 78

2.4.2高速切削机床 82

2.4.3高速切削刀具与刀柄 86

2.4.4高速切削工艺 87

2.5超精密加工技术 88

2.5.1超精密加工内涵与特征 88

2.5.2镜面铣技术及其应用 90

2.5.3金刚石切削技术及其应用 92

2.5.4超精密磨削技术及其应用 95

2.6快速原型制造技术 97

2.6.1快速原型制造技术的产生与发展 97

2.6.2快速原型制造技术的原理 98

2.6.3典型快速原型制造技术的工艺方法 99

2.6.4快速原型制造技术的应用 101

2.7先进特种加工技术 101

2.7.1特种加工技术概况 101

2.7.2电火花加工及其应用 103

2.7.3超声波加工及其应用 104

2.7.4激光加工及其应用 104

2.7.5水射流加工及其应用 105

习题 107

第3章 先进设计与制造自动化技术 109

3.1先进设计技术概述 110

3.1.1先进设计技术的内涵与特点 110

3.1.2先进设计技术的体系 112

3.1.3先进设计技术的发展趋势 113

3.2逆向工程设计 115

3.2.1逆向工程设计的概述 115

3.2.2逆向工程设计的基本方法 116

3.2.3逆向工程设计的基本步骤和关键技术 118

3.2.4逆向工程设计的应用举例一发动机气道曲面反求 122

3.3模块化设计 124

3.3.1模块化设计的基本概念和方法 124

3.3.2机械模块化设计的分类 124

3.3.3模块化设计过程 126

3.3.4模块化设计的关键技术 126

3.3.5模块化设计的应用举例——成形磨齿机的模块化设计 127

3.4全生命周期设计 130

3.4.1全生命周期设计的内涵与特点 130

3.4.2并行设计的概念、特征与关键技术 131

3.4.3绿色设计的概念、特征与关键技术 133

3.4.4全生命周期设计的应用举例——汽车的全生命周期设计 136

3.5制造自动化技术的概述 138

3.5.1制造自动化技术的内涵和形式 138

3.5.2制造自动化技术的现状 139

3.5.3制造自动化技术的发展趋势 140

3.6工业机器人技术 141

3.6.1工业机器人的组成与分类 141

3.6.2工业机器人的控制与编程技术 143

3.6.3工业机器人的应用案例 146

3.7柔性制造技术 148

3.7.1柔性制造系统概述 148

3.7.2柔性制造的加工系统 153

3.7.3柔性制造的工件与刀具运储系统 157

3.7.4柔性制造的控制系统 164

3.7.5柔性制造系统的应用案例——汽车工业的柔性制造 165

习题 168

第4章 工程仿真技术中的有限元理论基础 169

4.1工程仿真中有限元法的概述 171

4.1.1有限元法的发展过程 171

4.1.2有限元法的基本思路 174

4.1.3有限元法分析过程 175

4.1.4有限元法的应用简介 178

4.2弹性力学的基本原理与有限元分析 183

4.2.1弹性力学基本概念 183

4.2.2弹性力学的基本方程 188

4.2.3平面问题的基本理论 191

4.2.4弹性力学中的能量原理 194

4.2.5基于弹性力学的有限元求解法 195

4.3仿真工程中常用有限元软件简介 207

4.3.1 ANSYS有限元软件简介及应用 207

4.3.2 Abaqus有限元软件简介及应用 211

4.3.3 DEFOEM有限元软件简介及应用 214

习题 216

第5章 工程仿真技术的应用实例 217

5.1基于DEFOEM的钻削加工有限元仿真 218

5.1.1麻花钻三维模型的建立 218

5.1.2工件材料模型的建立 218

5.1.3磨损模型设定 221

5.1.4网格划分与求解的设定 221

5.1.5钻削参数与材料属性的设定 222

5.1.6钻削仿真的前处理 223

5.1.7钻削有限元仿真结果及分析 227

5.2基于Abaqus的机车用合成闸瓦工作过程的有限元仿真 229

5.2.1机车用合成闸瓦工作过程的仿真背景 229

5.2.2合成闸瓦三维模型的建立 229

5.2.3合成闸瓦模型前处理的设定 230

5.2.4摩擦作用的建立及加载 233

5.2.5闸瓦网格划分与求解的设定 234

5.2.6合成闸瓦工作过程的有限元仿真结果及分析 235

5.3基于ANSYS的桥式起重机主梁工作过程的有限元仿真 238

5.3.1桥式起重机主梁工作过程的仿真背景 238

5.3.2计算机仿真设计中文件交换简介 238

5.3.3桥机箱形梁结构有限元建模与静力分析 241

5.3.4桥机箱形梁结构动力特性分析 243

习题 246

参考文献 247