機(jī)械CAD技術(shù)基礎(chǔ)(第3版)
定 價(jià):46 元
叢書名:清華大學(xué)機(jī)械工程及其自動(dòng)化系列教材
- 作者:童秉樞等
- 出版時(shí)間:2008/5/1
- ISBN:9787302172086
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TH122
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16
面向機(jī)械領(lǐng)域CAD技術(shù)和應(yīng)用的新發(fā)展,本書對(duì)第2版內(nèi)容作了大幅度修改,新增與改寫的內(nèi)容約占全書的2/3。全書共分4篇14章,第1篇為CAD基礎(chǔ)(第1~5章),第2篇為圖形處理基礎(chǔ)(第6、7章),第3篇為建模技術(shù)(第8~10章),第4篇為協(xié)同、管理與集成(第11~14章)。本書系統(tǒng)地介紹了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用技術(shù),既保持了內(nèi)容的基礎(chǔ)性,又體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)性,同時(shí)具有實(shí)用性、模塊性和與商用軟件無關(guān)性等特點(diǎn)。
本書可作為高等院校機(jī)械類各專業(yè)用教材,也可供科研單位和企業(yè)中從事CAD應(yīng)用的工程技術(shù)人員參考。
本書第2版于2003年9月出版,到現(xiàn)在已經(jīng)有4年多了。在此期間,CAD的技術(shù)、應(yīng)用和相關(guān)軟件都有了很大發(fā)展,原第2版中的有些內(nèi)容已經(jīng)顯得陳舊,而一些必需的新內(nèi)容又沒有得到反映,因此,更新版本勢在必行。在廣大讀者的熱情鼓勵(lì)下,在清華大學(xué)出版社的大力支持下,本書第3版與讀者見面了。
第3版繼續(xù)遵循第1版和第2版編寫時(shí)的指導(dǎo)思想,即面向機(jī)械行業(yè),將當(dāng)前CAD應(yīng)用中的共性問題提煉出來構(gòu)成全書的內(nèi)容,既要強(qiáng)調(diào)CAD基礎(chǔ),又要反映CAD應(yīng)用中的先進(jìn)技術(shù),以適應(yīng)培養(yǎng)高素質(zhì)CAD應(yīng)用人才的需要。
當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)于CAD技術(shù)方面的書籍有很多,大致可分為三類: 第一類是以某種軟件為背景(例如AutoCAD)的CAD書籍;第二類是以CAD技術(shù)基礎(chǔ)為主的書籍; 第三類是CAD/CAM書籍。與第一類書籍相比,本書不與某個(gè)具體的CAD軟件綁定,故有明顯不同。與第三類書籍不同的是,本書不涉及CAM內(nèi)容,故在敘述CAD內(nèi)容時(shí)有更大的空間。與第二類書籍相比,目標(biāo)一樣,均以介紹CAD基礎(chǔ)技術(shù)為主,但本書以機(jī)械行業(yè)為應(yīng)用背景,在內(nèi)容組織、應(yīng)用舉例、技術(shù)實(shí)現(xiàn)等方面體現(xiàn)了機(jī)械CAD的特點(diǎn),更貼近機(jī)械類行業(yè)或?qū)I(yè)的讀者。此外,在體現(xiàn)CAD先進(jìn)技術(shù)的章節(jié)中,融入了作者多年的科研成果與經(jīng)驗(yàn),具有一些個(gè)性化特色。
第3版的主要特點(diǎn)如下。
(1) 基礎(chǔ)性。以機(jī)械行業(yè)的CAD應(yīng)用為背景,將應(yīng)用中的共性問題作為重點(diǎn)闡述對(duì)象,全書中體現(xiàn)基礎(chǔ)的內(nèi)容約占全書2/3,包括CAD基礎(chǔ)、圖形處理基礎(chǔ)與建模技術(shù)等,反映了CAD技術(shù)的基本原理和方法。
(2) 先進(jìn)性。引入當(dāng)前CAD研究與應(yīng)用中的一些熱點(diǎn)技術(shù),例如,三維參數(shù)化特征建模、變量化設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生命周期管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換、應(yīng)用系統(tǒng)集成等,內(nèi)容約占全書的1/3,體現(xiàn)了技術(shù)的與時(shí)俱進(jìn)。
(3) 實(shí)用性。書中采用的應(yīng)用舉例、習(xí)題、商用軟件應(yīng)用,以及教學(xué)過程中所安排的項(xiàng)目訓(xùn)練等,組成了多樣化的實(shí)踐環(huán)節(jié),體現(xiàn)了課程的實(shí)用性。
(4) 模塊性。全書由4個(gè)不同主題的模塊(即4篇)組成,每個(gè)模塊中的各章又相對(duì)獨(dú)立,使教師在組織教學(xué)時(shí)可根據(jù)不同的教學(xué)對(duì)象選擇不同的模塊與章節(jié)。
第1篇CAD基礎(chǔ),包括CAD技術(shù)概論、CAD系統(tǒng)、工程手冊(cè)的數(shù)據(jù)處理、機(jī)械CAD中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、信息存儲(chǔ)與管理共5章。
第2篇圖形處理基礎(chǔ),包括圖形變換、圖形技術(shù)基礎(chǔ)共2章。
第3篇建模技術(shù),包括二維幾何建模方法、三維建模技術(shù)、裝配建模技術(shù)共3章。
第4篇協(xié)同、管理與集成,包括產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)與產(chǎn)品生命周期管理技術(shù)、3C/PDM集成技術(shù)共4章。
(5) 與商用軟件無關(guān)性。某些章節(jié)以舉例的方式簡略地介紹了一些相關(guān)軟件,但全書不依賴于某個(gè)商用軟件,不與某個(gè)商用軟件綁定,不著力介紹某種軟件的詳細(xì)操作與使用,而將重點(diǎn)放在CAD技術(shù)的理論與方法上,軟件操作留在實(shí)踐環(huán)節(jié)中解決,以利于學(xué)生掌握CAD技術(shù)的基礎(chǔ)和培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力。
與第2版相比,新增與改寫的內(nèi)容約占全書2/3。第10章裝配建模技術(shù)、第11章產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù),以及第13章中的產(chǎn)品生命周期管理技術(shù)為新增內(nèi)容。第1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 13章,改寫的力度均較大。
本書的授課時(shí)間仍為50小時(shí)左右,有些章節(jié)可不作教學(xué)要求,供學(xué)生自學(xué)。
本書可作為高等學(xué)校教學(xué)用書,也可作為技術(shù)參考書,讀者對(duì)象以大專院校學(xué)生及工程技術(shù)人員為主。
第3版書中的第1, 2, 3, 9, 12, 13, 14章由童秉樞編寫,第4, 8, 10章由李學(xué)志編寫,第6, 7章由吳志軍編寫,第5, 11章由馮涓編寫,全書由童秉樞負(fù)責(zé)匯總與整理。由于作者的學(xué)識(shí)有限,書中難免存在不足或疏漏之處,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
第1篇 CAD基礎(chǔ)
1 CAD技術(shù)概論3
1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)概述3
1.2 CAD技術(shù)的內(nèi)涵4
1.3 CAD技術(shù)在我國制造業(yè)中的應(yīng)用7
1.4 CAD技術(shù)的發(fā)展簡史10
1.5 CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢11
習(xí)題13
2 CAD系統(tǒng)14
2.1 CAD系統(tǒng)的構(gòu)成與配置形式15
2.1.1 系統(tǒng)的基本組成15
2.1.2 計(jì)算機(jī)類型15
2.1.3 CAD系統(tǒng)的配置形式16
2.2 CAD系統(tǒng)的硬件21
2.2.1 計(jì)算機(jī)主機(jī)21
2.2.2 外存儲(chǔ)器22
2.2.3 圖形輸入設(shè)備22
2.2.4 圖形輸出設(shè)備24
2.2.5 圖形顯示設(shè)備29
2.3 CAD系統(tǒng)軟件34
2.3.1 系統(tǒng)軟件34
2.3.2 CAD支撐軟件36
2.3.3 CAD圖形支撐軟件的發(fā)展37
2.3.4 典型CAD軟件簡介38
習(xí)題40
3 工程手冊(cè)的數(shù)據(jù)處理41
3.1 數(shù)表的程序化42
3.1.1 6個(gè)實(shí)例42
3.1.2 一元函數(shù)的插值46
3.1.3 二元函數(shù)的插值48
3.2 線圖的程序化52
3.3 建立經(jīng)驗(yàn)公式的方法53
3.3.1 最小二乘法擬合的基本思想53
3.3.2 最小二乘法的多項(xiàng)式擬合54
3.3.3 最小二乘法的其他函數(shù)的擬合56
3.3.4 列主元素高斯消去法求解線性聯(lián)立方程57
習(xí)題62
4 機(jī)械CAD中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)63
4.1 基本概念63
4.2 線性表64
4.2.1 線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)65
4.2.2 線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)67
4.3 棧75
4.3.1 棧的結(jié)構(gòu)75
4.3.2 棧的運(yùn)算75
4.3.3 棧的應(yīng)用舉例76
4.4 樹79
4.4.1 樹的邏輯結(jié)構(gòu)79
4.4.2 樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)79
4.4.3 樹的應(yīng)用舉例80
4.5 二叉樹81
4.5.1 二叉樹的邏輯結(jié)構(gòu)81
4.5.2 二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)82
4.5.3 二叉樹的遍歷82
4.5.4 樹的二叉樹表示84
4.5.5 二叉樹的應(yīng)用舉例84
習(xí)題87
5 信息存儲(chǔ)與管理88
5.1 基本概念89
5.2 文件系統(tǒng)89
5.2.1 順序文件90
5.2.2 索引文件90
5.2.3 多重鏈表文件92
5.2.4 倒排文件93
5.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)94
5.3.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特征94
5.3.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本組成96
5.3.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)97
5.3.4 數(shù)據(jù)模型98
5.4 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和SQL語言99
5.4.1 數(shù)據(jù)庫對(duì)象99
5.4.2 SQL語言100
5.5 SQL Server關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)101
5.5.1 SQL Server 2000的啟動(dòng)和常用工具101
5.5.2 數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和管理104
5.5.3 表的創(chuàng)建和管理109
5.5.4 表中數(shù)據(jù)的管理112
5.5.5 數(shù)據(jù)的查詢117
5.5.6 創(chuàng)建和修改索引121
5.5.7 創(chuàng)建和修改視圖123
5.6 工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡介125
5.6.1 工程數(shù)據(jù)分析125
5.6.2 工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn)126
習(xí)題127
第2篇 圖形處理基礎(chǔ)
6 圖形變換131
6.1 圖形變換的方法131
6.1.1 構(gòu)成圖形的基本要素及其表示方法131
6.1.2 點(diǎn)的變換132
6.2 二維圖形幾何變換132
6.2.1 二維基本變換132
6.2.2 二維組合變換140
6.3 三維圖形幾何變換143
6.3.1 三維基本變換矩陣143
6.3.2 三維基本變換144
6.3.3 三維基本變換矩陣的組合148
6.4 三維圖形投影變換150
6.4.1 平行投影變換151
6.4.2 透視投影變換157
習(xí)題163
7 圖形技術(shù)基礎(chǔ)164
7.1 坐標(biāo)系164
7.1.1 世界坐標(biāo)系165
7.1.2 觀察坐標(biāo)系165
7.1.3 規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系165
7.1.4 設(shè)備坐標(biāo)系166
7.2 圖形的輸出166
7.2.1 窗口與視區(qū)166
7.2.2 窗口視區(qū)變換167
7.2.3 二維圖形的輸出流程168
7.2.4 三維形體的輸出流程169
7.3 二維圖形的裁剪169
7.3.1 點(diǎn)的裁剪169
7.3.2 直線段的裁剪170
7.4 隱藏線和隱藏面的消除174
7.4.1 隱藏線和隱藏面問題174
7.4.2 消隱算法中的基本測試方法176
7.4.3 z向深度緩沖區(qū)算法179
7.4.4 掃描線算法179
7.4.5 循環(huán)細(xì)分算法180
7.5 圖形標(biāo)準(zhǔn)181
7.5.1 圖形核心系統(tǒng)183
7.5.2 程序員級(jí)層次結(jié)構(gòu)交互式圖形系統(tǒng)183
7.5.3 開放式圖形庫184
7.5.4 Direct3D191
7.5.5 Java 3D192
7.5.6 三維幾何造型引擎ACIS197
習(xí)題199
第3篇 建 模 技 術(shù)
8 二維幾何建模方法203
8.1 交互幾何建模203
8.1.1 AutoCAD圖形系統(tǒng)簡介203
8.1.2 交互幾何建模的一般步驟219
8.1.3 交互幾何建模實(shí)例219
8.2 參數(shù)化幾何建模225
8.2.1 圖形參數(shù)化225
8.2.2 參數(shù)化幾何建模的編程實(shí)現(xiàn)227
8.2.3 參數(shù)化幾何建模的非編程實(shí)現(xiàn)229
8.3 形狀特征拼合法幾何建模233
8.3.1 形狀特征的概念與確定233
8.3.2 形狀特征拼合法的編程實(shí)現(xiàn)234
8.4 二維裝配圖建模240
8.4.1 裝配圖設(shè)計(jì)方法概述240
8.4.2 裝配圖中的隱藏線處理241
8.4.3 裝配圖建模實(shí)例242
習(xí)題245
9 三維建模技術(shù)248
9.1 三維建模的基本概念248
9.1.1 幾何建模概述248
9.1.2 三維建模系統(tǒng)的3種幾何模型250
9.1.3 實(shí)體模型的3種建模方法255
9.2 產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)257
9.2.1 零件的三維設(shè)計(jì)257
9.2.2 產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)過程259
9.3 實(shí)體建模技術(shù)260
9.3.1 三維實(shí)體表示方法260
9.3.2 實(shí)體造型的理論基礎(chǔ)267
9.3.3 基于體素法的實(shí)體建模系統(tǒng)簡介275
9.4 特征建模技術(shù)288
9.4.1 特征建模概述288
9.4.2 特征定義288
9.4.3 形狀特征的分類289
9.4.4 基于特征的零件信息模型291
9.4.5 特征建模的方法及其實(shí)現(xiàn)292
9.4.6 Autodesk Inventor軟件的特征建模功能簡介293
9.5 參數(shù)化與變量化設(shè)計(jì)技術(shù)311
9.5.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)與變量化設(shè)計(jì)的基本概念311
9.5.2 變量化設(shè)計(jì)中的方程組整體求解法318
9.5.3 商用CAD系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)功能舉例320
習(xí)題323
10 裝配建模技術(shù)326
10.1 概述326
10.2 裝配關(guān)系的表達(dá)327
10.3 裝配建模的模式331
10.4 裝配建模的方法332
10.4.1 自底向上的裝配建模方法332
10.4.2 自頂向下的裝配建模方法335
10.5 產(chǎn)品裝配模型的應(yīng)用舉例339
習(xí)題341
第4篇 協(xié)同、管理與集成
11 產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)347
11.1 產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)概述348
11.1.1 產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)的產(chǎn)生背景348
11.1.2 協(xié)同設(shè)計(jì)的定義和基本理論350
11.1.3 協(xié)同設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)352
11.2 協(xié)同設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)354
11.2.1 共享知識(shí)的表達(dá)與語義一致化354
11.2.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息的集成與共享354
11.2.3 沖突的管理358
11.2.4 協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境360
11.3 協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用舉例362
11.3.1 網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)支持系統(tǒng)362
11.3.2 AutoCAD軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)功能363
11.3.3 SolidWorks軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)功能367
11.3.4 基于Web的新的三維造型系統(tǒng)369
習(xí)題370
12 產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)371
12.1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換的方式372
12.2 DXF文件的圖形數(shù)據(jù)交換373
12.2.1 DXF概述373
12.2.2 DXF文件的輸入和輸出命令374
12.2.3 DXF文件的結(jié)構(gòu)374
12.2.4 基于DXF文件的應(yīng)用開發(fā)383
12.3 IGES文件的圖形數(shù)據(jù)交換387
12.3.1 IGES標(biāo)準(zhǔn)概述387
12.3.2 IGES產(chǎn)品模型387
12.3.3 IGES文件的結(jié)構(gòu)388
12.3.4 IGES應(yīng)用中存在的問題389
12.4 STEP標(biāo)準(zhǔn)390
12.4.1 STEP標(biāo)準(zhǔn)概述390
12.4.2 STEP標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容391
12.4.3 描述方法391
12.4.4 集成信息資源392
12.4.5 應(yīng)用協(xié)議394
12.4.6 實(shí)現(xiàn)方法395
12.4.7 STEP應(yīng)用398
12.5 其他格式的數(shù)據(jù)交換400
習(xí)題400
13 產(chǎn)品數(shù)據(jù)與產(chǎn)品生命周期管理技術(shù)402
13.1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理403
13.1.1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的概念403
13.1.2 PDM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)403
13.1.3 PDM系統(tǒng)的主要功能404
13.2 產(chǎn)品生命周期管理414
13.2.1 產(chǎn)品生命周期管理的概念414
13.2.2 PLM的特點(diǎn)415
13.2.3 PLM系統(tǒng)的功能框架415
13.2.4 PLM與PDM的關(guān)系416
13.3 PLM/PDM軟件產(chǎn)品簡介416
13.3.1 Windchill416
13.3.2 Teamcenter420
13.3.3 國產(chǎn)PLM/PDM產(chǎn)品422
13.4 PLM/PDM系統(tǒng)的實(shí)施424
13.4.1 PLM/PDM實(shí)施的內(nèi)容424
13.4.2 PLM/PDM實(shí)施的步驟424
13.4.3 PLM/PDM實(shí)施的信息建模426
13.4.4 PLM/PDM實(shí)施的階段431
13.4.5 應(yīng)用實(shí)施舉例431
習(xí)題433
14 3C/PDM集成技術(shù)434
14.1 3C集成概述434
14.1.1 3C集成的概念434
14.1.2 3C集成的內(nèi)容435
14.1.3 3C內(nèi)部集成存在的問題與解決辦法436
14.2 CAD/CAPP的集成方法439
14.2.1 CAPP的概念、功能與作用439
14.2.2 CAPP系統(tǒng)的類型440
14.2.3 CAD/CAPP的集成方法441
14.3 CAPP/CAM的集成方法443
14.3.1 CAM的概念、功能與作用443
14.3.2 數(shù)控編程方法簡述444
14.3.3 CAD/CAPP/CAM集成的概念模型446
14.3.4 CAPP/CAM的集成方法446
14.4 3C/PDM的集成方法448
14.4.1 PDM應(yīng)用集成的3個(gè)層次448
14.4.2 3C/PDM集成的信息流分析450
14.4.3 3C/PDM集成的體系結(jié)構(gòu)451
14.4.4 3C/PDM集成的實(shí)現(xiàn)方法452
14.5 集成系統(tǒng)舉例452
14.5.1 示例1--3C集成452
14.5.2 示例2--3C/iMAN集成454
習(xí)題456
縮略語解釋457
參考文獻(xiàn)460