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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