目 錄

第1章數字樣機技術概述

1.1數字樣機的概念

1.1.1數字樣機的定義

1.1.2數字樣機支撐技術

1.1.3數字樣機的分類

1.2數字樣機的特點

1.2.1數字樣機模型要求

1.2.2數字樣機的虛擬性

1.2.3數字樣機的真實性

1.3數字樣機的應用與發展

1.3.1數字樣機的應用

1.3.2數字樣機的發展

1.3.3Aberdeen的研究

第2章數字樣機美學設計

2.1機械美學概述

2.1.1機械美學的提出

2.1.2機械美學的內涵

2.1.3技術美學要求

2.2形態美學基本法則

2.2.1比例與尺度

2.2.2對稱與均衡

2.2.3統一與變化

2.2.4穩定與輕巧

2.2.5節奏與韻律

2.2.6過渡與呼應

2.2.7對比與協調

2.2.8主從與重點

2.3數字樣機渲染技術

2.3.1消隱與視覺樣式

2.3.2色彩設計與顏色

2.3.3光照處理與陰影

2.3.4紋理處理與應用

2.3.5產品主調與配色

2.4曲線和曲面分析

2.4.1基本概念和術語

2.4.2曲線和曲面模型

2.4.3曲線和曲面評價

2.4.4曲率和曲面分析

2.5產品外形逆向設計

2.5.1逆向設計的基本步驟

2.5.2三維數據獲取技術

2.5.3測量數據處理技術

2.5.4重構曲面模型分析

2.6基于CAD的機械美學設計

2.6.1計算機輔助工業設計

2.6.2數字樣機美學設計要求

2.6.3基于CAD體現造型要素

2.6.4基于CAD體現形態美學

第3章數字樣機建模技術

3.1產品建模概述

3.1.1產品建模定義

3.1.2數字樣機模型信息

3.1.3三維建模核心

3.1.4幾何模型類型

3.2實體建模技術

3.2.1構造實體幾何法

3.2.2邊界表示法

3.2.3掃描表示法

3.2.4AutoCAD建模簡介

3.3特征建模技術

3.3.1特征定義和分類

3.3.2特征建模系統

3.3.3參數化設計

3.3.4變量化設計

3.4特征建模的實現

3.4.1Inventor特征建模簡介

3.4.2創建草圖特征

3.4.3創建放置特征

3.4.4模型物理屬性

3.5典型零件建模實例

3.5.1型材零件建模

3.5.2軸類零件建模

3.5.3鑄造零件建模

3.5.4鈑金零件建模

第4章數字樣機裝配設計

4.1裝配設計概述

4.1.1裝配設計的概念

4.1.2裝配體與裝配樹

4.1.3裝配設計的進展

4.2裝配關聯設計

4.2.1裝配約束的實現方法

4.2.2基于布局的關聯設計

4.2.3基于參數的關聯設計

4.2.4在位自適應關聯設計

4.2.5基于衍生的關聯設計

4.3工程導向設計

4.3.1螺紋連接設計

4.3.2軸零件設計

4.3.3鍵連接設計

4.3.4凸輪機構設計

4.3.5齒輪、蝸輪設計

4.3.6其他設計計算

4.4裝配體控制與檢查

4.4.1零部件顯示控制與剖切

4.4.2裝配關系查找與干涉檢查

4.4.3運動模擬與沖突檢查

4.4.4產品的裝配分解與動畫

4.4.5零部件的位置表達

4.4.6空間自由度檢查

4.5生成二維工程圖

4.5.1基礎視圖的生成

4.5.2投影視圖的生成

4.5.3其他視圖的生成

4.5.4圖紙注釋與說明

第5章數字樣機運動仿真

5.1仿真技術概述

5.1.1仿真的定義和類型

5.1.2數字樣機仿真的優勢

5.1.3機械系統的運動仿真

5.1.4AIP運動仿真簡介

5.2運動仿真的關鍵概念

5.2.1連接和自由度

5.2.2遷移度和運動鏈

5.2.3冗余和動力

5.3運動機理中的連接

5.3.1運動連接的類型

5.3.2手動創建運動連接

5.3.3把約束轉換為連接

5.3.4連接的規則和特性

5.4物理特性和力學環境

5.4.1定義驅動條件

5.4.2初始條件和邊界

5.4.3連接的力和力矩

5.4.4施加外力和重力

5.5仿真輸入與輸出

5.5.1輸入圖示器

5.5.2定義輸入變量

5.5.3輸出圖示器

5.5.4輸出運動變量

第6章數字樣機有限元分析

6.1有限元分析概述

6.1.1有限元法的基本思想

6.1.2有限元分析的步驟

6.1.3協同有限元分析

6.1.4AWE協同仿真簡介

6.2結構靜力學分析

6.2.1分析過程

6.2.2等效應力

6.2.3主應力

6.2.4變形與安全系數

6.2.5結構改進

6.3振動模態分析

6.3.1模態分析的數學模型

6.3.2無約束條件下的模態分析

6.3.3有約束條件下的模態分析

6.3.4預應力對模態參數的作用

6.4結構拓撲優化

6.4.1機械優化設計概述

6.4.2CAE優化設計方法

6.4.3拓撲優化設計原理

6.4.4零件形狀優化實例

6.5復雜數字樣機的多學科協同仿真

6.5.1數字化多學科優化設計

6.5.2汽車多學科優化數學模型

6.5.3汽車協同優化與仿真流程

6.5.4汽車碰撞安全仿真實例

第7章數字化人機工程設計

7.1人機工程設計概述

7.1.1人機工程定義

7.1.2人機系統設計

7.2人體因素基礎

7.2.1人體測量

7.2.2人體尺寸

7.2.3人體力學

7.2.4人體感覺

7.3人體模型

7.3.1二維人體物理模板

7.3.2三維數字化人體模型

7.3.3工程人體建模軟件

7.3.4基于CAD的人體建模

7.3.5車輛工程用數字人體

7.4數字化人機工程設計

7.4.1作業空間布局設計

7.4.2座椅與工作臺設計

7.4.3操縱裝置設計

7.4.4顯示裝置設計

7.4.5駕駛室的設計

7.5基于JACK的果園作業平臺人機工程設計

7.5.1JACK人體模型建模

7.5.2駕駛員舒適性分析

7.5.3作業人員舒適性分析

7.5.4駕駛工作負荷評估

7.5.5采摘工作負荷評估

第8章數字樣機數據管理

8.1產品數據交換

8.1.1數據交換技術

8.1.2數據交換種類

8.1.3數據交換標準

8.2產品數據管理（PDM）

8.2.1PDM概念的產生

8.2.2PDM系統的結構

8.2.3PDM系統的功能

8.2.4PDM的技術規范

8.3產品生命周期管理（PLM）

8.3.1PLM概念的產生

8.3.2PLM系統的功能

8.3.3PLM與PDM的關系

8.4PLM/PDM系統的實施

8.4.1PLM/PDM實施的內容

8.4.2PLM/PDM實施的步驟

8.4.3PLM/PDM的信息建模

8.4.4PLM/PDM軟件簡介

8.5PLM發展現狀和趨勢

8.5.1國際PLM市場發展現狀

8.5.2推動我國制造業實施PLM的措施

參考文獻