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目录1

第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 CAD的发展历程2

1.3 CAD系统简介4

1.4 CAD环境中设计过程模式的演变7

1.5 CAD方法与技术研究的若干前沿方向9

1.5.1 概念设计9

1.5.2 敏捷设计11

1.5.3 智能设计14

1.5.4 虚拟设计16

1.5.5 协同设计18

本章参考文献20

第2章 CAD绘图方法23

2.1 参数化绘图23

2.1.1 概述23

2.1.2 程序参数化方法28

2.1.3 在线交互参数化方法29

2.1.4 离线参数化方法35

2.2 标准件建库36

2.2.1 基于事物特性表的标准件建库原理37

2.2.2 基于事物特性表的标准件库实现39

2.3 装配图生成方法41

2.3.1 装配信息模型41

2.3.2 基于零件图的装配图生成45

2.4 工程图档管理系统47

2.4.1 工程图档管理47

2.4.2 图档技术信息识别49

2.4.3 工程图档管理系统实现52

本章参考文献54

第3章 CAD造型方法56

3.1 曲面造型56

3.1.1 曲线56

3.1.2 曲面62

3.2 实体造型63

3.2.1 欧拉操作63

3.2.2 布尔运算65

3.2.3 边界表示法66

3.2.4 CSG树69

3.3.1 特征的定义和分类70

3.3 特征造型70

3.3.2 特征识别71

3.3.3 特征设计74

3.4 散乱数据造型76

3.4.1 散乱数据造型的基本方法76

3.4.2 基于曲面局平特性的散乱数据拓扑重建78

3.4.3 G1连续任意拓扑曲面的几何重建81

3.4.4 任意拓扑三角网格的双三次Bezier曲面重建87

3.4.5 散乱数据造型系统实例90

本章参考文献93

第4章 CAD设计方法94

4.1 设计需求分析与建模94

4.1.1 需求信息获取与描述方法94

4.1.2 广义需求建模方法96

4.1.3 广义需求建模集成平台及实现技术100

4.2 运动方案设计101

4.2.1 运动功能的表达102

4.2.2 运动功能的分解104

4.2.3 运动特性到机构的映射108

4.2.4 运动方案评价109

4.3 结构设计111

4.3.1 零件功能模型的概念设计原理112

4.3.2 零件的功构置换方法114

4.3.3 基于功能的零件结构设计117

4.3.4 零部件结构模型的骨架表示120

4.3.5 结构模型的演化与动态编辑124

4.4 装配设计128

4.4.1 装配约束描述128

4.4.2 装配模型的细化与重构131

本章参考文献134

5.1.1 优化设计与分析的基本思想135

5.1.2 优化设计与分析的数学模型135

第5章 CAD分析方法135

5.1 优化设计与分析135

5.1.3 优化设计与分析的求解方法141

5.1.4 优化设计与分析实例147

5.2 有限元分析148

5.2.1 有限元分析的基本过程149

5.2.2 有限元计算150

5.2.3 有限元分析的前置处理158

5.2.4 有限元分析的后置处理164

5.2.5 典型有限元分析软件166

本章参考文献168

第6章 产品协同设计技术169

6.1 产品协同设计的基本概念与方法169

6.1.1 协同理论169

6.1.2 计算机支持的协同工作169

6.1.3 协同设计的特性与内涵171

6.1.4 协同设计的基本技术与方法172

6.2 产品协同设计中的工作流技术175

6.2.1 工作流的概念与模型175

6.2.2 分布式协同环境下工作流建模177

6.3 产品协同设计中的信息交换与共享179

6.3.1 分布式企业产品信息交换与共享的特点179

6.3.2 基于XML的网络化异构产品信息交换180

6.3.3 基于STEP的异构产品信息描述182

6.3.4 基于WWW的分布式企业产品信息检索186

6.4 产品协同设计中数据变更管理189

6.4.1 协同设计项目管理189

6 4 2 工程变更体系结构及相关定义190

6.4.3 工程变更资源与流程集成193

6.4.4 数据变更管理的实践与应用196

本章参考文献199

第7章 产品虚拟设计技术201

7.1 概述201

7.1.1 一个典型的虚拟设计环境201

7.1.2 虚拟设计中的人机交互技术202

7.2 CAD系统与虚拟设计系统的接口设计204

7.2.1 虚拟环境中设计信息的表达205

7.3 虚拟环境中装配设计207

7.3.1 虚拟环境中装配关系识别207

7.2.2 CAD系统与VR系统的数据转换207

7.3.2 虚拟环境中装配运动导航210

7.3.3 虚拟环境中装配序列编辑210

7.4 虚拟环境中产品动力学分析212

7.4.1 虚拟样机技术概述212

7.4.2 基于拉格朗日多刚体动力学的虚拟样机运动模型212

7.4.3 可视力／力矩隐喻工具的定义214

7.4.4 一个典型的交互分析实例216

本章参考文献219

8.1 产品配置设计的基本概念与方法220

8.1.1 产品配置设计的产生与发展220

第8章 产品配置设计技术220

8.1.2 产品配置设计与产品族、产品平台的关系221

8.1.3 产品配置设计的主要方法222

8.1.4 典型的产品配置设计系统介绍228

8.2 基于知识的产品配置设计229

8.2.1 基于知识的产品配置模型229

8.2.2 产品配置模型的演化234

8.2.3 产品配置设计过程建模240

8.2.4 产品配置设计过程分解241

8.2.5 产品配置求解243

8.3 产品配置重用与再配置245

8.3.1 配置重用245

8.3.2 再配置250

8.4 产品配置设计系统实例254

8.4.1 系统概述254

8.4.2 配置设计流程254

8.4.3 系统的主要功能和实现技术255

本章参考文献258

9.1.2 人工智能与专家系统260

9.1.1 传统CAD设计技术的局限性260

9.1 概述260

第9章 产品智能设计技术260

9.1.3 智能CAD的基本概念261

9.2 基于知识的设计方法262

9.2.1 基于实例推理的设计方法262

9.2.2 基于原型推理的设计方法265

9.2.3 基于神经网络的设计方法267

9.3 产品智能设计技术应用举例269

9.3.1 基于相似性的工程图样结构模式识别269

9.3.2 基于神经网络的特征识别279

本章参考文献284

第10章 CAD系统二次开发286

10.1 AutoCAD二次开发286

10.1.1 ObjectARX概述286

10.1.2 AutoCAD数据库289

10.1.3 ObjectARX开发举例291

10.2 Pro/Engineer二次开发298

10.2.1 Pro/Toolkit概述298

10.2.2 Pro/Toolkit开发的基本过程303

10.2.3 Pro/Toolkit菜单设计技术310

10.2.4 Pro/Toolkit开发举例313

本章参考文献324