定 价：59.8 元
丛书名：教育部高等学校机械类专业教学指导委员会规划教材
- 作者：羊玢，鄂加强 杨 敏 张袁元
- 出版时间：2019/8/1
- ISBN：9787302527985
- 出 版 社：清华大学出版社
- 中图法分类：U462-39
- 页码：
- 纸张：胶版纸
- 版次：
- 开本：16开
《汽车CAD/CAE技术与工程应用》以国内汽车行业产品设计开发的技术现状及发展趋势为背景，围绕汽车产品设计开发这一主线，结合汽车产品的结构特点和开发模式，系统介绍CAD/CAE技术在汽车工程领域应用的基本原则和实施要点。
《汽车CAD/CAE技术与工程应用》强调系统集成应用的观念，注重现代设计方法与技术手段的结合；加强与相关课程和教材的衔接，注重专业知识与CAD/CAE技术的结合；理论联系实际，提高解决问题的能力。
前言
FOREWORD
当代汽车工业已成为国民经济的支柱产业，其发展水平反映了国家工业技术的综合实力，而是否具有独立自主的产品设计开发能力，则关系到民族汽车工业的生死存亡。现阶段，作为先进设计技术的代表，CAD/CAE技术已成为汽车企业产品设计开发的有效手段，以CAD/CAE为核心的技术体系成为企业核心技术的有效载体。目前，我国汽车产销量均跃居世界第一，随着行业总量的不断提升和市场竞争的白热化，加上知识产权问题的压力，产品自主设计开发能力的培养和提升已成为汽车企业生存与发展的关键问题，而CAD/CAE技术的推广应用正是解决这一问题的锐利武器。
现阶段，CAD/CAE技术的推广应用已受到国内汽车行业的高度重视，相关企业迫切需要掌握CAD/CAE技术的高素质人才，而国内高校汽车专业针对这方面的人才培养工作明显滞后于企业需求。其中，缺乏针对性的教材成为亟待解决的问题。为了适应培养高素质应用型工程技术人才的需要，作者抛弃了现有市面有关汽车(机械)CAD或CAE书籍主要介绍一两种软件具体操作的弊端，将重点放在汽车零部件CAD/CAE的具体操作和学习上。作者结合了多年来在汽车CAD/CAE技术教学、科研和工程培训实践中的经验，在编写过程中形成如下的鲜明特点：
1. 强调系统集成应用的观念，注重现代设计方法与技术手段的结合。
汽车CAD/CAE技术正经历着由传统单元技术向系统集成的重要转变，CAD/CAE作为建模和分析的工具是建立在科学和系统的技术与设计方法的基础之上的。针对车辆工程设计的特点，本书有选择地介绍了现代设计方法的常用技术，并且融入设计案例之中，读者在掌握应用工具软件的同时，可以学习CAD建模技术、动态设计、有限元分析、系统动力学等设计思想，培养现代设计思维。
2. 加强与相关课程和教材的衔接，注重专业知识与CAD/CAE技术的结合。
为了加强与工程制图汽车设计汽车理论汽车构造等课程及其教材的衔接，本书从三维设计分析软件的教学入手，利用三维设计功能完成汽车系统及其零部件的结构设计、分析仿真及结构优化。
3. 理论联系实际，提高解决问题的能力。
本书理论联系实际，结合设计对象，把CAD建模与系统分析和仿真结合起来，通过案例给出解决问题的具体思路、应用技术和方法，注重提高解决实际问题的能力。从工程应用的角度出发，带领读者学习相关的技能和应用方法。
针对国内汽车CAD/CAE技术日益增长的需求，本书作者在长期从事CAD/CAE领域教学和科研的基础上，参阅了国内外数十种同类书籍和有关文献资料，同时紧密结合现代设计和工程应用现状，以三维实体建模、运动学和动力学仿真、有限元分析为主线，介绍了现代设计理论与方法。以具有代表性的CAD软件CATIA/UG NX、有限元软件ANSYS/NASTRAN、机械系统动力学仿真软件ADAMS/RecurDyn为对象，对汽车CAD/CAE的建模理论、方法、求解及典型工程应用等进行了由浅入深的讲解，力求做到汽车基础知识和最新方法介绍两者兼顾。全书结合实例编写，方便读者学习，并做到举一反三，触类旁通。本书可作为高校本科生教材，也可作为研究生和工程技术人员的参考书，教学时数为40学时。为适应各类不同院校、不同专业的教学需要，教师可根据各校具体情况选择其中的部分章节，仍能保持整个教材体系结构的完整性。
在学习新技术时，边学边动手是更有效的方法，边学边做正是学习本教材的方法。为此，本教材非常强调实战能力的提高，在每一章里都有一个实例，带领读者去学习相关的技能和应用方法。读者只要在计算机上照着做一遍，就可以基本了解汽车CAD/CAE的功能及其方法。另外，由于汽车CAD/CAE技术发展迅猛，软件系统版本更新周期很短，读者在使用本教材时，建议注重汽车零部件建模和分析思维的训练。本书示例所用的模型文件，读者可通过清华大学出版社网站下载，也可通过Email向作者索取。书中示例中打开的文件如无特别说明，即为下载文件中的同名文件。
本书由南京工程学院羊玢和湖南大学鄂加强任主编，南京理工大学紫金学院杨敏、南京工程学院张袁元任副主编，湖南大学曹立波教授担任主审。南京工程学院张袁元和臧立国、长沙理工大学吴刚、南京理工大学紫金学院谢继鹏、Altair大中国区徐成斌和王琮翔参编，全书由羊玢统稿。
本书在编写过程中参阅了国内外有关的书籍和资料，并得到了南京工程学院车辆工程系、Altair大中国区总部李征的大力支持，王群、苗中良、张清、周健、张维民、郑庆乾等同学也付出了不少努力，在此一并表示感谢。
由于作者水平有限，编写时间仓促，虽经反复琢磨，书中错误和不足之处在所难免，敬请专家和广大读者不吝指正，也欢迎读者来信共同探讨。联系方式： yangb123@126.com。
编者
2019年2月
羊玢，男，1974年8月生，湖南大学博士后，教授、硕士研究生导师。南京林业大学汽车与交通工程学院副院长，中国汽车工程学会会员，中国生物医学工程学会会员，南京机械工程学会常务理事，南京机械工程学会汽车与内燃机专委会主任委员，国防工业出版社普通高等教育汽车类专业十二五规划教材编写委员会副主任委员，南京林业大学车辆工程研究所副所长、国家职业技能鉴定汽车修理工考评员、全国三维数字化创新设计大赛评审专家。应邀担任2本国际期刊编委，多本国内外期刊、会议审稿人。担任江苏省战略性新兴产业专家委员会、江苏省货物招标评标委员会、中国国际招标网等会员或专家。担任2015ICITBS（智能交通、大数据和智慧城市）国际会议执行主席、International Journal of Mechanical Science、Biomed Research International、汽车技术等国内外期刊审稿人。
先后主持或参与省内外科研项目30余项，主持教研项目8项。在学术期刊和学术会议上发表论文107篇，其中第一或通讯作者SCI收录9篇，EI或ISTP收录10篇，CSCD收录8篇。主编出版学术专著2部，教材4部。申请专利35项，获授权
目录
CONTENTS
第1章绪论
1.1汽车CAD/CAE技术概述
1.1.1汽车CAD／CAE概念
1.1.2汽车CAD/CAE集成的关键技术
1.1.3汽车CAD/CAE技术的应用
1.2汽车CAD／CAE技术的发展
1.2.1CAD／CAE技术发展的历史
1.2.2CAD／CAE技术发展的趋势
1.3汽车CAD／CAE系统结构
1.3.1CAD／CAE集成系统的特点
1.3.2CAD/CAE集成系统的典型体系结构
第2章CAD/CAE技术在汽车行业中的应用
2.1CAD技术在汽车行业中的应用
2.1.1CAD技术在汽车行业中的应用领域
2.1.2国外汽车行业CAD技术应用情况
2.1.3我国制造业和汽车行业CAD技术应用情况
2.1.4我国制造业和汽车企业应如何应用CAD技术
2.2CAE技术在汽车设计中的应用
2.2.1计算机辅助工程概述
2.2.2CAE技术在汽车产品开发中的全面引入
2.2.3CAE技术需要解决的关键问题
2.2.4国内汽车行业的CAE技术应用情况
2.2.5发展中的汽车CAE技术
2.3常见的汽车CAD／CAE系统
2.4CAD／CAE系统软硬件选用原则
2.4.1CAD／CAE系统的硬件选用原则
2.4.2CAD／CAE系统的软件选用原则
第3章汽车CAE的部分主流软件系统及其应用
3.1CAE软件及选择
3.2ADAMS软件及其应用
3.2.1MSC.ADAMS简介
3.2.2基于ADAMS/Car四轮转向汽车操纵动力学仿真
3.3ANSYS软件及其应用
3.3.1ANSYS简介
3.3.2基于ANSYS的白车身结构分析
3.4Nastran软件及其应用
3.4.1MSC.Nastran简介
3.4.2MSC.Nastran在轻型客车NVH特性研究中的应用
3.5SYSNOISE软件及其应用
3.5.1LMS. SYSNOISE简介
3.5.2应用SYSNOISE进行车身乘坐室声振模态分析
3.6MATLAB/Simulink软件及其应用
3.6.1MATLAB/Simulink简介
3.6.2应用MATLAB/Simulink进行四轮转向车辆的控制研究
3.7RecurDyn软件及其应用
3.7.1RecurDyn简介
3.7.2应用RecurDyn进行汽车发动机正时链系统仿真
3.8RADIOSS软件及其应用
3.8.1RADIOSS简介
3.8.2应用RADIOSS进行保险杠碰撞仿真
第4章汽车驱动桥壳CAD建模与优化设计
4.1驱动桥壳的功用及结构形式
4.2UG NX软件简介
4.2.1UG产品的特点
4.2.2UG各功能模块
4.3驱动桥壳建模
4.3.1桥壳本体总成建模
4.3.2桥壳半轴套筒建模
4.3.3桥壳凸缘建模
4.3.4桥壳加强环建模
4.3.5制动器支架固定板建模
4.3.6弹簧固定座建模
4.3.7桥壳盖总成建模
4.4驱动桥壳的有限元分析
4.5结构静力学分析
4.5.1满载荷静力学分析
4.5.22.5倍满载荷静力学分析
4.6结构模态分析
4.7优化分析
4.7.1结构优化设计
4.7.2参数化优化设计
第5章汽车车轮钢圈结构强度分析
5.1车轮钢圈的功用及结构形式
5.2建模设计平台简介
5.2.1CATIA草图设计平台
5.2.2零件设计平台
5.2.3创成式曲面造型设计平台
5.2.4FreeStyle(自由曲面设计)平台
5.3车轮钢圈建模
5.3.1钢圈本体总成建模
5.3.2梅花形分布沉头孔建模
5.3.3梅花形分布凹槽建模
5.3.4环形下沉切割凹槽建模
5.3.5轮辐主体建模
5.4CATIA V5有限元分析的特点
5.5车轮钢圈有限元网格划分
5.6车轮钢圈结构强度分析
第6章轿车前悬架动力学仿真及优化设计
6.1ADAMS的设计流程
6.2前悬架设计基本思路
6.2.1设计内容及要求
6.2.2建模过程中的假设
6.2.3分析优化的依据
6.3前悬架模型的建立
6.3.1建立汽车前悬架模型
6.3.2测试前悬架模型
6.3.3细化前悬架模型
6.3.4定制界面
6.3.5优化前悬架模型
6.4仿真结果分析
第7章汽车双离合自动变速器传动机构建模与仿真
7.1双离合器自动变速器结构及工作原理
7.2传动机构结构及工作原理
7.3DSG传动机构齿轮的建模
7.3.1斜齿轮传动相关知识
7.3.2创建表达式
7.3.3渐开线的绘制
7.3.4齿轮模型的创建
7.4轴及其他零件的建模
7.5DSG传动机构虚拟装配
7.5.1UG装配模块介绍
7.5.2轴上零件装配
7.5.3轴间装配
7.6DSG传动机构运动仿真分析
7.6.1建立运动分析方案
7.6.2一挡运动学仿真
7.6.3倒挡运动学仿真
第8章汽车自动变速器壳体逆向工程设计
8.1Geomagic软件特点
8.2壳体点云数据的处理
8.2.1多边形阶段的处理过程
8.2.2粗糙多边形的锐化
8.2.3孔的生成和整合
8.3曲面模型的创建
8.3.1检测曲率
8.3.2构造曲面片
8.3.3构造格栅
8.3.4生成曲面
8.4实体模型的创建
第9章DSG自动变速器离合器建模与虚拟装配
9.1DSG自动变速器基本结构和原理
9.2离合器参数化建模
9.2.1离合器K1
9.2.2离合器K2
9.2.3驱动盘
9.2.4离合器鼓
9.2.5离合器内部构件
9.3离合器虚拟装配
9.3.1离合器各部件总装
9.3.2虚拟装配动画制作
第10章基于热应力场耦合的涡旋压缩机动、静涡盘有限元分析
10.1涡旋压缩机概述
10.2涡旋压缩机工作原理
10.3动、静盘模型前期处理及其模型分析
10.3.1实体建模
10.3.2材料属性
10.3.3网格单元
10.3.4定义分析步
10.3.5边界条件及载荷
10.3.6提交分析作业
10.4动、静盘有限元分析
10.4.1热应力作用下的强度和变形结果分析
10.4.2气体压力作用下的强度和变形结果分析
10.4.3温度场和气体压力耦合作用下的应力与变形分析
10.4.4模型优化后的应力与变形分析
10.5总结与展望
第11章虚拟现实技术在自动变速器3D仿真的应用
11.1虚拟现实概述
11.2系统开发工具简介及其作用
11.2.1三维模型建模平台CATIA
11.2.2模型的格式转换平台3DVIA Composer
11.2.3三维模型的渲染以及分坐标平台3D Max
11.2.4虚拟交互平台Virtools
11.2.5辅助工具Photoshop CS4
11.3模型从CATIA到Virtools之间的关键技术
11.3.1格式问题
11.3.2模型的渲染
11.3.3分坐标
11.3.4模型导入Virtools的初步设置和对象建立
11.4虚拟装配平台开发
11.4.1虚拟交换环境
11.4.22D帧的设置
11.4.32D帧的BB设计
11.4.4动作BB的设置
11.4.5整体界面
11.5总结与展望
11.5.1操作BB的技巧
11.5.2模型以及界面的分组
11.5.3IC的设置
11.5.4命名技巧
11.5.5展望
第12章面部碰撞对行人头部生物力学模型损伤影响
12.1研究背景及意义
12.2头颈部有限元模型
12.3面部碰撞对头部生物力学模型损伤影响
12.3.1应力波传播路径
12.3.2颅内生物力学参数
12.4讨论
12.5总结与展望
第13章基于3D打印制造的汽车踏板设计优化
13.1基于3D打印制造踏板的设计背景及功用
13.2Altair Inspire软件简介
13.2.1Altair Inspire产品的特点
13.2.2Altair Inspire各功能模块及优化流程
13.3踏板结构拓扑优化详细过程
13.3.1踏板模型导入与优化空间指定
13.3.2拓扑优化工况设定
13.3.3拓扑优化设置并计算
13.3.4优化结果验证确认设计可靠性
13.3.5利用PolyNURBS拟合优化结果建模
13.3.6利用仿真分析验证最终设计的可靠性
参考文献
书单推荐
