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第一篇 计算机辅助设计（CAD）1

第一章 计算机辅助设计概论1

1 机械CAD概述1

现代设计方法与CAD1

CAD的发展过程1

CAD的应用2

计算机集成制造系统2

2 机械CAD的关键技术3

计算机图形处理3

三维产品造型3

数据交换技术4

工程数据管理技术4

3 CAD系统5

CAD硬件的组成5

CAD系统分类6

第二章 计算机图形扫描输入处理技术11

1 图形输入的重要性11

2 常用的图形输入方式11

人机交互地以菜单方式输入图形11

应用数字化仪人机交互地拷贝输入图形12

图形的自动扫描输入13

3 图形扫描设备13

图形扫描设备的原理13

图形扫描设备的特性15

4 光栅数据的处理16

光栅数据的存贮16

光栅图像的编辑和输出18

光栅图象的矢量化18

5 光栅／矢量混合编辑21

6 当前发展的方向22

第三章 Auto CAD参数化绘图24

1 高级语言、数据库与Auto CAD的联接技术25

生成文本文件的命令25

Auto CAD属性提取25

BASIC程序与FoxBASE+数据库的接口26

FORTRAN程序与FoxBASE+数据库的接口29

C语言与FoxBASE+数据库的接口30

FoxBASE+数据库与Auto CAD的联接技术32

FoxBASE+数据库生成Auto CAD样板文件33

2 命令组文件法（SCR法）34

文本编辑软件生成SCR文件法34

FORTRAN语言自动生成命令组文件35

Auto LISP函数编写FORTRAN程序自动生成命令组文件法37

C语言自动生成命令组文件法39

FoxBASE+BASIC与Auto CAD联用生成·SCR文件法40

SCR文件的执行方式42

3 绘图交换文件法（DXF法）43

DXF文件43

DXF文件结构44

DXF文件的组代码46

DXF文件的标题段47

DXF文件的表段51

DXF文件的块段56

DXF文件的实体段57

DXF文件的操作命令60

BASIC程序自动生成Auto CAD的DXF文件法60

FORTRAN程序自动生成 DXF文件73

C语言自动生成DXF文件77

用C语言程序读取DXF文件79

用FORTRAN程序读取DXF文件81

4 用绘图机指令绘图83

一般介绍83

绘图机指令83

绘图机指令的应用84

第四章 机械零部件的CAD87

1 概述87

2 圆弧圆柱蜗杆传动啮合原理的数学模型87

基本参数87

蜗杆端面齿廓方程式87

蜗杆与蜗轮啮合时的瞬时接触线方程式88

蜗杆与蜗轮啮合时的两类界限曲线89

蜗杆与蜗轮啮合时的啮合区方程式91

3 计算机绘图程序92

标识符说明92

计算机源程序93

应用实例105

第五章 机械CAD参数化绘图106

1 几何接口的功能106

计算机辅助设计分类106

几何接口的功能107

2 几何接口子程序107

生成2D几何图形的子程序107

2D实用服务程序108

3 参数化绘图程序设计技术109

图形文件管理子程序的设计109

图形尺寸标注子程序的设计112

菜单程序的设计114

4 水轮机转轮叶片的计算机图形自动设计116

轴流式转轮叶片的数学模型116

绘图系统几何接口用户界面开发工具GID118

支撑软件与用户界面程序参数绘图方法119

某电站转轮叶片自动设计123

图形处理124

5 水轮发电机机座的CAD125

程序的总体设计与综合管理126

初步设计127

刚度分析128

图形设计131

6 图形硬拷贝的绘制132

二维图形的绘制132

三维图形的绘制137

第六章 土木工程CAD技术138

1 土木工程设计特点138

土木工程的基本属性138

三个典型的工程设计问题示例139

工程设计的思维特点141

土木工程设计问题的特点141

2 土木工程CAD系统设计142

土木工程CAD系统的开发特点142

土木工程CAD系统设计方法143

土木工程集成化CAD系统设计146

3 土木工程智能CAD技术148

有关智能问题149

工程设计方法149

工程设计问题的智能模型152

4 土木工程CAD图形系统设计155

图形标准155

土木工程CAD图形系统设计157

第七章 计算机辅助飞机设计（CAAD）159

1 飞机的综合设计概述159

飞机设计工作的一般过程159

计算机技术在飞机综合设计中应用综述160

2 飞机的综合设计161

飞机设计的依据161

飞机设计要求的综合分析163

3 飞机主要参数的选择164

飞机总体设计模型167

作战效能模型169

飞机主要参数的选择171

飞机总体参数的优化方法175

4 飞机总体布局177

飞机几何外形的布局和三面草图绘制177

飞机内部装载的布置178

飞机主要承力结构的布置183

飞机质量中心的设计和定位183

5 飞机总体外形设计概述187

飞机外形设计的定义187

外形设计在飞机设计中的地位188

6 机身外形的设计方法189

机身设计流程189

机身主要参数选择191

数学方法197

曲线、曲面和光顺200

7 翼面外形的设计方法214

机翼参数的选择214

尾翼参数的选择216

8 进气道和尾喷管的设计方法217

进气道型式和参数选择217

尾喷管的型式和参数选择218

9 飞机外形设计的优化方法219

概念220

简介ACDS系统220

第二篇 现代设计方法226

第八章 有限元方法226

1 引言226

2 有限元法的物理背景227

3 变分原理和RitzGalerkin方法232

4 一维线性元的有限元计算237

从Ritz法出发238

从Galerkin法出发242

5 一维高次有限元244

二次元245

三次元247

6 一维有限元应用实例249

7 二维有限元计算257

8 有限元法的近来发展简介262

第九章 工程结构优化设计264

1 工程结构优化设计思想的发展与应用概述264

2 简单结构的优化设计举例265

几何条件限制265

承载限制条件266

寻求最优设计点267

3 结构优化设计问题的数学表示及常用述语267

结构优化问题的数学表示267

常用述语及其定义268

4 结构优化方法的分类270

准则优化法270

数学规划法271

5 结构优化设计的实施273

6 结构优化设计的工程应用实例276

混流式水轮机转轮结构优化设计277

主轴结构优化设计277

混合式水轮机顶盖结构优化设计278

轴流式水轮机顶盖、支持盖结构优化设计278

水轮机座环、蜗壳组合结构优化设计278

水轮发电机推力轴承支架结构优化设计279

水轮发电机圆盘式转子支架结构优化设计279

第十章 模糊优化281

1 模糊集的基本知识281

模糊集的基本概念281

模糊集的记法281

模糊集的运算282

模糊集的包含与相等283

模糊集的并、交、补运算性质283

模糊集的分解283

扩展原理285

模糊集的其它一些基本概念286

2 模糊约束条件下的极值问题290

普通的极值问题290

模糊约束条件的论域与目标函数定义域相同情况下的极值问题290

模糊约束条件的论域与目标函数定义域不同情况下的极值问题292

多个模糊约束条件和多个目标函数情况下的极值问题293

3 模糊线性规划293

对称模糊线性规划293

非对称模糊线性规划295

约束带有模糊系数的线性规划296

目标带有模糊系数的线性规划297

4 多目标线性规划的模糊最优解298

5 模糊多阶段规划301

具有普通状态变换的模糊动态规划301

具有模糊状态变换的模糊动态规划303

第十一章 Fuzzy控制304

1 预备知识304

Fuzzy关系与Fuzzy矩阵304

Fuzzy逻辑306

Fuzzy推理308

2 模糊控制的基本原理309

3 设计Fuzzy控制器的基本方法310

输入、输出变量的选择310

设计Fuzzy控制规则310

模糊化与去模糊算法312

Fuzzy关系的R的确定313

合理确定采样周期314

4 Fuzzy控制器的基本结构及应用实例314

5 前景展望322

第十二章 价值工程324

1 价值工程的历史324

价值工程的产生324

价值工程的发展324

2 价值工程的基本概念325

价值工程的定义325

价值工程与管理技术的关系与应用特点328

价值工程的工作步骤329

麦尔斯十三原则330

3 价值工程小组331

成立小组331

相互协同的小组活动332

小组活动的注意事项332

4 分析对象的选择332

5 收集情报336

什么是情报336

收集情况的原则与方法337

6 功能分析337

功能定义337

功能定义的方法338

功能分类339

功能整理341

7 功能评价342

功能评价概述342

功能成本分析343

功能评价系数法346

8 制定改进方案353

提出改进方案353

方案评价354

提案356