材料成形计算机辅助工程

1 概论 1

1.1 计算机辅助工程（CAE） 1

1.1.1 计算机辅助工程（CAE）的意义 1

1.1.2 CAE在先进制造技术中的地位和作用 1

1.2 材料成形CAE的定义与组成 4

1.2.1 材料成形若干计算机辅助技术 4

1.2.2 材料成形CAE的定义 5

1.2.3 材料成形CAE的功能与组成 5

1.3 CAE的历史与发展趋势 6

1.3.1 CAD/CAM/CAE技术的发展历史 6

1.3.2 CAD/CAM技术的发展趋势 8

1.4 CAD/CAM系统的硬件和软件 9

1.4.1 CAD/CAM系统的组成 9

1.4.2 CAD/CAM系统的类型 10

1.4.3 CAD/CAM系统的硬件组成 11

1.4.4 CAD/CAM系统的软件组成 11

1.5 CAD/CAM系统的选型原则 15

1.5.1 CAD/CAM硬件选型原则 15

1.5.2 CAD/CAM软件选型原则 16

思考题 17

参考文献 17

2 材料成形过程优化与模拟 18

2.1 概述 18

2.1.1 最优化的基本概念 18

2.1.2 材料成形过程优化的评价指标 18

2.1.3 最优化方法的主要分类 19

2.2 材料成形过程优化方法 21

2.2.1 优化问题的数学模型 21

2.2.2 线性规划方法 22

2.2.3 非线性规划方法 29

2.2.4 动态规划方法 45

2.3 材料成形过程模拟 54

2.3.1 材料成形物理模拟 54

2.3.2 材料成形计算机模拟 65

思考题 75

参考文献 75

3 计算机辅助工艺规程设计（CAPP） 77

3.1 CAPP的基本原理 77

3.2 CAPP在CAD/CAM集成系统中的作用 77

3.3 CAPP的基本构成 78

3.4 CAPP的基本类型 79

3.5 CAPP的基础技术 80

3.6 CAPP的发展趋势 80

思考题 80

参考文献 80

4 计算机辅助质量系统（CAQ） 81

4.1 计算机辅助质量系统的功能结构 81

4.1.1 质量计划 81

4.1.2 自动检测及质量数据采集 81

4.1.3 质量评价与控制 81

4.1.4 质量综合管理 82

4.2 集成质量系统 83

4.2.1 集成质量系统的信息流 83

4.2.2 集成质量系统的功能 83

4.3 计算机工艺过程监控 86

思考题 88

参考文献 88

5 CAD建模及CAD/CAM集成化 89

5.1 CAD建模技术 89

5.1.1 几何建模的基本概念 89

5.1.2 几何建模技术 91

5.2 计算机辅助数控加工 100

5.2.1 数控加工的概念 100

5.2.2 计算机辅助数控加工编程 100

5.2.3 数控程序的检验与仿真 103

5.3 虚拟制造技术 104

5.3.1 虚拟制造的概念 104

5.3.2 虚拟制造与实际制造的关系 105

5.3.3 虚拟制造的分类 105

5.3.4 虚拟制造的体系结构 106

5.3.5 虚拟制造的关键技术 108

5.3.6 虚拟产品的开发 108

5.4 CAD/CAM集成化系统 112

5.4.1 CAD/CAM集成的概念 112

5.4.2 CAD/CAM系统集成的目标 113

5.4.3 CAD/CAM系统的集成方式 113

思考题 118

参考文献 118

6 CAE在材料成形技术中的应用举例 119

6.1 计算机辅助孔型设计 119

6.1.1 计算机辅助孔型设计（CARD）的意义 119

6.1.2 CARD的发展概况 119

6.1.3 CARD系统的总体结构 120

6.1.4 CARD的主要类型 121

6.1.5 CARD优化设计方案 123

6.1.6 CARD中的变形模型及算法 127

6.1.7 连续式轧机CARD算法及程序框图 150

6.2 模具CAD/CAM 152

6.2.1 概述 152

6.2.2 冲模CAD/CAM系统的流程与功能 153

6.2.3 模具结构设计软件系统 155

6.2.4 模具结构设计的基本方法 155

6.2.5 冲裁模具CAD/CAM集成 156

思考题 157

参考文献 157

附录 本书所用CARD变形参数计算模型 158