上篇　過程裝備CAD基礎(chǔ)

1　CAD技術(shù)概論

1.1　計算機輔助技術(shù)在過程裝備中的應(yīng)用情況

1.1.1　CAD技術(shù)的發(fā)展簡史

1.1.2　過程裝備CAD系統(tǒng)相關(guān)名詞術(shù)語

1.2　CAD系統(tǒng)的硬件平臺

1.2.1　計算機

1.2.2　網(wǎng)絡(luò)

1.2.3　輸入/輸出設(shè)備

1.3　CAD系統(tǒng)的軟件平臺

1.3.1　操作系統(tǒng)

1.3.2　網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

1.3.3　數(shù)據(jù)庫

1.3.4　軟件開發(fā)工具

1.3.5　CAD支撐系統(tǒng)

1.3.6　CAD應(yīng)用系統(tǒng)

1.3.7　行業(yè)CAD專用系統(tǒng)

1.3.8　企業(yè)二次開發(fā)的CAD系統(tǒng)

1.4　目前流行的CAD系統(tǒng)簡介

1.4.1　I-deas系統(tǒng)

1.4.2　Unigraphics系統(tǒng)

1.4.3　Pro/Engineer系統(tǒng)

1.4.4　CATIA系統(tǒng)

1.4.5　AutoCAD系統(tǒng)

2　計算機輔助設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)

2.1　圖形標(biāo)準(zhǔn)

2.2　計算機圖形學(xué)與計算機輔助幾何設(shè)計基礎(chǔ)

2.2.1　計算機圖形學(xué)與工程圖形處理

2.2.1.1　圖形圖像處理的基本概念

2.2.1.2　坐標(biāo)系

2.2.1.3　二維與三維圖形變換

2.2.1.4　二維圖形學(xué)

2.2.1.5　二維繪圖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.2.1.6　二維繪圖系統(tǒng)的應(yīng)用

2.2.1.7　交互技術(shù)

2.2.2　自由曲線

2.2.2.1　Ferguson曲線

2.2.2.2　Beizer曲線

2.2.2.3　樣條曲線

2.2.2.4　非均勻有理B樣條曲線

2.3　造型技術(shù)

2.3.1　系統(tǒng)中的幾何體

2.3.2　表示形體的線框、表面、實體模型

2.3.3　線框造型

2.3.4　曲面造型

2.3.4.1　Coons曲面

2.3.4.2　Bezier曲面

2.3.4.3　B樣條曲面

2.3.4.4　非均勻有理B樣條曲面

2.3.4.5　曲面的運算

2.3.4.6　曲面造型的應(yīng)用

2.3.5　實體造型

2.3.5.1　實體的邊界表示法

2.3.5.2　實體的CSG樹表示

2.3.5.3　實體的基本體素

2.3.5.4　實體的掃描表示法

2.3.5.5　實體的局部運算

2.3.5.6　復(fù)雜實體的生成

2.3.6　特征造型

2.3.6.1　特征的概念和分類

2.3.6.2　特征的表達方法

2.3.6.3　特征建模方法

2.3.7　參數(shù)化造型

2.4　裝配

2.4.1　裝配建模方法

2.4.2　裝配模型的信息要求

2.4.3　裝配功能的實現(xiàn)

3　有限元分析

3.1　概述

3.2　前置處理

3.2.1　單元網(wǎng)格

3.2.2　邊界條件

3.3　模型求解

3.3.1　線性靜態(tài)問題求解

3.3.2　模態(tài)分析

3.3.3　動力學(xué)分析

3.4　后置處理

3.4.1　網(wǎng)格模型顯示

3.4.2　變形網(wǎng)格圖

3.4.3　等高線圖

3.4.4　動畫顯示

4　CAM技術(shù)基礎(chǔ)

4.1　CAM系統(tǒng)的原理及組成

4.1.1　數(shù)控機床的組成及工作原理

4.1.2　數(shù)控機床的控制方式

4.1.3　數(shù)控機床的坐標(biāo)系

4.1.4　數(shù)控加工

4.2　數(shù)控代碼和數(shù)控編程

4.3　手工編程方法

4.4　數(shù)控自動編程技術(shù)

4.4.1　自動編程的特點

4.4.2　數(shù)控自動編程

4.5　交互式圖形編程

4.5.1　圖形編程的工作方式及特點

4.5.2　圖形編程的一般過程

4.5.3　國內(nèi)外常用CAD/CAM軟件

5　CAD應(yīng)用軟件設(shè)計方法

5.1　軟件概述

5.1.1　軟件的生命周期

5.1.2　軟件設(shè)計方法

5.1.2.1　結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法

5.1.2.2　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法

5.2　鍋爐CAD應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

5.2.1　鍋爐概述

5.2.2　鍋爐CAD系統(tǒng)需求分析

5.2.2.1　鍋爐CAD系統(tǒng)的功能需求

5.2.2.2　鍋爐CAD系統(tǒng)的性能需求

5.2.2.3　鍋爐CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求

5.2.3　鍋爐CAD系統(tǒng)模塊功能及其實現(xiàn)技術(shù)

5.2.3.1　鍋爐CAD系統(tǒng)模塊劃分及其功能設(shè)計

5.2.3.2　部件設(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)的研究

5.2.3.3　計算系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)

5.2.3.4　二維繪圖系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)

5.2.3.5　三維造型和有限元分析計算系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)的研究

5.2.3.6　管理系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)

5.2.3.7　底層通用公用工具的開發(fā)

5.2.4　系統(tǒng)的實現(xiàn)

5.2.4.1　系統(tǒng)的網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)及平臺

5.2.4.2　尺寸驅(qū)動的變參結(jié)構(gòu)設(shè)計——部件設(shè)計系統(tǒng)

5.2.4.3　通用的計算系統(tǒng)

5.2.4.4　面向工程的二維繪圖系統(tǒng)

5.2.4.5　支持協(xié)同設(shè)計的管理系統(tǒng)——系統(tǒng)集成的保證

5.2.4.6　其他系統(tǒng)

下篇　CAD軟件實例Unigraphics

6　Unigraphics簡介

6.1　EDS公司簡介

6.2　Unigraphics簡介

7　Unigraphics入門

7.1　用戶界面

7.2　工具條

7.3　工作坐標(biāo)系WCS

7.4　視圖操縱

7.5　組織部件文件數(shù)據(jù)

7.5.1　層

7.5.2　布局

7.5.3　根據(jù)對象的顏色、線型、線寬組織數(shù)據(jù)

7.6　建模工作步驟

8　UG建模

8.1　綜述

8.2　基于特征的設(shè)計

8.2.1　成型特征

8.2.1.1　建立、編輯體素特征

8.2.1.2　標(biāo)準(zhǔn)粗加工特征——加材料、減材料、參考特征

8.2.1.3　標(biāo)準(zhǔn)精加工特征

8.2.2　基于特征的設(shè)計

8.2.2.1　基本曲線

8.2.2.2　草圖

8.2.3　掃描特征"para" label-module="para">

8.3　參數(shù)化曲線

8.3.1　參數(shù)化曲線

8.3.2　相關(guān)的曲線操作

8.4　直接建模

8.5　自由形狀建模

8.5.1　自由形狀建模綜述

8.5.2　自由曲線

8.5.3　全息片體——主片

8.5.4　全息片體——過渡片

8.5.5　片體轉(zhuǎn)換為實體

8.5.6　面分析

8.5.7　自由形狀建模小結(jié)

9　UG裝配

9.1　綜述

9.1.1　裝配建模的特點與方法

9.1.2　裝配基礎(chǔ)

9.2　從底向上裝配建模

9.2.1　引用集

9.2.2　加己存部件

9.2.3　配對條件

9.3　自頂向下裝配建模

9.4　組件陣列

9.5　部件清單

9.5.1　部件屬性

9.5.2　明細表

9.6　爆炸視圖

9.7　WAVE幾何連接器

9.7.1　綜述

9.7.2　WAVE幾何連接器

9.8　裝配建模小結(jié)

10　UG制圖

10.1　制圖綜述

10.2　圖紙

10.3　建立與編輯視圖

10.3.1　建立視圖

10.3.2　管理視圖

10.3.2.1　視圖顯示參數(shù)設(shè)置

10.3.2.2　移去視圖、移動/拷貝視圖、對準(zhǔn)視圖

10.3.2.3　編輯視圖、定義視圖邊界

10.3.3　其他視圖操作

10.3.3.1　局部挖剖視圖

10.3.3.2　斷開視圖

10.4　建立與編輯尺寸

10.4.1　建立尺寸

10.4.2　設(shè)置尺寸參數(shù)

10.4.3　編輯尺寸

10.5　制圖輔助工具

10.5.1　注釋編輯器

10.5.2　制圖符號

10.5.2.1　實用符號

10.5.2.2　ID符號

10.5.2.3　用戶定義符號

10.5.2.4　表面粗糙度符號

10.5.2.5　其他符號

10.5.3　表格式注釋

10.6　圖格式

10.6.1　建立圖格式文件

10.6.2　調(diào)用圖格式文件

11　綜合實例

11.1　設(shè)計意圖

11.2　建立模型

11.2.1　筒體模型分析

11.2.2　操作步驟

11.3　裝配建模

11.3.1　裝配建模方法設(shè)計

11.3.2　主要操作步驟

11.4　制圖

11.5　檢查

參考文獻2100433B

過程裝備與控制工程CAD課程順應(yīng)時代發(fā)展潮流、結(jié)合傳統(tǒng)課程與現(xiàn)代先進設(shè)計技術(shù)，是將先進的設(shè)計、制造技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)專業(yè)的一門課程。

化工過程機械是傳統(tǒng)的專業(yè)，如何利用先進的設(shè)計制造技術(shù)為傳統(tǒng)的專業(yè)服務(wù)，使其煥發(fā)新的活力和生機，吸引更多優(yōu)秀的同學(xué)從事提升傳統(tǒng)行業(yè)的高科技應(yīng)用水平，開設(shè)本課程具有重要的意義。

課程的前半部分側(cè)重近年來迅速普及與推廣的CAD技術(shù)基礎(chǔ)介紹，包括計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)、圖形及其轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)、造型技術(shù)、裝配技術(shù)、加工技術(shù)、有限元分析技術(shù)的基本原理和發(fā)展現(xiàn)狀；以及當(dāng)代著名大型CAD系統(tǒng)的簡單介紹與對比。課程后半部分主要以著名的Unigraphics軟件為平臺，按照加工順序建立零部件模型并進行裝配、出工程圖紙，通過大量的實際操作掌握大型CAD軟件系統(tǒng)設(shè)計產(chǎn)品的步驟和使用方法，加深對前半部分理論的理解，并能夠很快利用該軟件完成滿足設(shè)計意圖的產(chǎn)品。

課程起點較高，自始至終從三維設(shè)計出發(fā)，強調(diào)計算機輔助設(shè)計不僅僅是計算機輔助繪圖，強調(diào)并行、協(xié)同設(shè)計的理念，為本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后迅速適應(yīng)工作的需要，迅速打開局面奠定良好的基礎(chǔ)。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性比較高，認為學(xué)習(xí)本課程對自身知識結(jié)構(gòu)的拓展和延伸具有重要意義。

過程裝備力學(xué)基礎(chǔ)第l章 概述

1．1 各力學(xué)學(xué)科分支的關(guān)系

1．1．1 各力學(xué)研究對象

1．1．2 各學(xué)科之間的聯(lián)系與區(qū)別

1．2 過程裝備力學(xué)構(gòu)成

思考題

參考文獻

過程裝備力學(xué)基礎(chǔ)第2章 彈性力學(xué)基礎(chǔ)

2．1 彈性力學(xué)中的基本假設(shè)

2．2 彈性力學(xué)中的幾個基本概念

2．2．1 外力

2．2．2 應(yīng)力

2．2．3 形變

2．2．4 位移

2．3 彈性力學(xué)的基本方程

2．3．1 平衡微分方程

2．3．2 幾何方程

2．3．3 物理方程

2．3．4 形變協(xié)調(diào)方程

2．4 邊界條件

2．4．1 位移邊界條件

2．4．2 應(yīng)力邊界條件

2．4．3 混合邊界條件

2．5 彈性力學(xué)平面問題

2．5．1 平面問題分類及基本方程

2．5．2 平面問題的基本方程

2．6 圣維南原理

2．6．1 意義

2．6．2 內(nèi)容

2．7 彈性力學(xué)中的應(yīng)力函數(shù)

2．8 平面問題的笛卡兒坐標(biāo)解答

2．8．1 逆解法

2．8．2 半逆解法

2．9 彈性力學(xué)平面問題的極坐標(biāo)解答

2．1 0有限單元分析與變分原理

思考題

習(xí)題

參考文獻

過程裝備力學(xué)基礎(chǔ)第3章 薄板理論

3．1 薄板的基本概念及基本假設(shè)

3．2 圓平板的軸對稱問題

3．2．1 圓平板軸對稱彎曲的基本方程

3．2．2 受均布載荷圓平板的應(yīng)力分析

3．2．3 承受軸對稱載荷的環(huán)板

思考題

習(xí)題

參考文獻

過程裝備力學(xué)基礎(chǔ)第4章 旋轉(zhuǎn)薄殼理論

4．1 基本概念

4．1．1 旋轉(zhuǎn)殼體

4．1．2 外力與內(nèi)力

4．2 旋轉(zhuǎn)薄殼的無力矩理論

4．2．1 無力矩理論的基本方程

4．2．2 無力矩理論的應(yīng)用

4．2．3 無力矩理論的應(yīng)用范圍

4．3 旋轉(zhuǎn)薄殼的不連續(xù)分析

4．3．1 概述

4．3．2 圓筒形殼體的有力矩理論

4．3．3 一般旋轉(zhuǎn)殼體邊緣彎曲的應(yīng)力和變形表達式

4．3．4 邊緣問題的求解

4．3．5 邊緣問題求解實例

4．3．6 邊緣應(yīng)力的特點及設(shè)計中的應(yīng)用

思考題

習(xí)題

參考文獻

過程裝備力學(xué)基礎(chǔ)第5章 有限元法概論

5．1 有限元法的思想

5．2 有限元法的發(fā)展歷程

5．3 有限元法的特點

5．4 有限元法分析過程概述

5．4．1 結(jié)構(gòu)離散化

第6章 平面問題有限元法

第7章 軸對稱問題有限元法

第8章 桿梁問題有限元法

第9章 等參數(shù)單位

第10章 有限元分析軟件及應(yīng)用

參考文獻

化工制圖與CAD修訂過程

《化工制圖與CAD 》是在“機械制圖”“化工制圖”“計算機繪圖”三門課程多年教學(xué)實踐基礎(chǔ)上，依據(jù)教育部《高職高?；ゎ惾瞬排囵B(yǎng)目標(biāo)及規(guī)格》的要求編寫而成的。

該教材由劉星任主編，岳波輝、張鈞任副主編，溫江溯、馬英強等參與了部分章節(jié)的編寫。具體編寫分工如下：劉星編寫緒論、第4章、第7章的7.2節(jié)和7.3節(jié)、第9章、第10章、第11章、第12章及附錄；張鈞編寫第1章、第6章、第7章的7.1節(jié)；擊波輝編寫第2章、第3章；溫江溯編寫第5章；馬英強編寫第8章。由劉星負責(zé)統(tǒng)稿。大連理工大學(xué)王丹虹、崔長德審閱了全部書稿并提出了很多意見，遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院邊秀娟、張暉等也對書稿提出了修改意見。

化工制圖與CAD出版工作

2008年11月，《化工制圖與CAD》是由新世紀(jì)高職高專教材編審委員會組編，劉星主編，大連理工大學(xué)出版社出版。

建筑制圖與CAD修訂過程

該教材由吳慕輝主編，姚志剛、李保霞副主編，李靜、葉琨、曹興亮等也參加了編寫。編寫分工如下：吳慕輝（湖北第二師范學(xué)院）編寫緒論、第十二章；李靜（河南工程學(xué)院）編寫第一、六、七章；李保霞（河南省鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院）編寫第二、三章；葉琨（隨州職業(yè)技術(shù)學(xué)院）編寫第四、五章；姚志剛（湖北第二師范學(xué)院）編寫第八、九章；曹興亮（太原大學(xué)）編寫第十、十一章。

該教材編寫過程中，編者參閱了有關(guān)文獻資料。裝飾施工圖由湖北第二師范學(xué)院畢業(yè)生郭麗青提供（武漢市家裝設(shè)計比賽獲獎作品）。

建筑制圖與CAD出版工作

2009年9月，該教材由化學(xué)工業(yè)出版社出版。