内容简介
《CAD/CAM/CAE工程应用丛书:SolidWorks 2014高级应用教程》结合SolidWorks的实际应用,深入浅出地介绍了SolidWorks 2014的高级功能模块。本书共12章,主要内容包括SolidWorks的配置管理和设计库、基于规则的模块化设计、钣金设计、焊件设计、模具设计、管道与电气设计、模型渲染、动画制作、动力学及运动模拟分析、静力有限元分析等。
《CAD/CAM/CAE工程应用丛书:SolidWorks 2014高级应用教程》每部分都配有典型实例,让读者对该部分的内容有一个实践演练和操作的过程,以加深对书中知识点的掌握。本书光盘中配有案例素材、素材操作结果、习题答案和演示视频等。
《CAD/CAM/CAE工程应用丛书:SolidWorks 2014高级应用教程》内容全面、条理清晰、实例丰富,可作为大中专院校的CAD/CAE课程教材,也可作为广大工程技术人员和培训机构的参考书。
内页插图
目录
出版说明
前言
第1章 配置管理和设计库
1.1 配置
1.1.1 新建配置
1.1.2 激活配置
1.1.3 编辑配置
1.1.4 派生配置
1.1.5 删除配置
实例精讲-“螺母”零件库设计
1.2 设计表
1.2.1 插入设计表
1.2.2 插入外部Microsoft Excel文件为设计表
1.2.3 编辑设计表
1.2.4 保存设计表
1.3 关于设计库
实例精讲-“填料压盖”零件库设计
1.4 本章小结
1.5 思考与练习
第2章 基于规则的模块化设计
2.1 链接数值
2.2 方程式
2.2.1 方程式基础
2.2.2 方程式的添加
2.2.3 函数
实例精讲-使用方程式设计“动态孔”
2.3 在装配体环境下进行“Top-Down”关联设计
2.3.1 关联特征
2.3.2 关联零件
2.3.3 布局草图
实例精讲-关联设计“定滑轮”
2.4 本章小结
2.5 思考与练习
第3章 钣金设计
3.1 钣金基础
3.1.1 钣金设计方式
3.1.2 钣金术语和其意义
3.1.3 认识钣金设计树和钣金工具栏
3.2 钣金设计
3.2.1 基体-法兰/薄片
3.2.2 转换到钣金
3.2.3 边线法兰
3.2.4 斜接法兰
3.2.5 褶边
3.2.6 转折
3.2.7 放样折弯
实例精讲-连接杆的钣金设计
3.3 钣金编辑
3.3.1 绘制的折弯
3.3.2 闭合角
3.3.3 焊接的边角
3.3.4 断开边角/边角剪裁
3.3.5 展开与折叠
3.3.6 切口与折弯
3.3.7 成型工具
实例精讲-硬盘架的钣金设计
3.4 本章小结
3.5 思考与练习
第4章 焊件设计
4.1 焊件概述
4.1.1 焊件工具栏
4.1.2 焊件特征
4.2 结构构件
4.2.1 添加结构构件
4.2.2 关于结构构件的路径草图
4.2.3 边角处理
4.2.4 自定义结构构件的轮廓
4.2.5 剪裁/延伸结构构件
实例精讲-焊接座椅
4.3 附加焊件
4.3.1 焊缝
4.3.2 角撑板
4.3.3 顶端盖
实例精讲-创建自行车三脚架
4.4 其他焊件功能
4.4.1 切割清单与焊件工程图
4.4.2 焊接表的创建
4.4.3 子焊件
实例精讲-沙滩车车架焊接件设计
4.5 本章小结
4.6 思考与练习
第5章 模具设计
5.1 模具设计基础
5.1.1 模具设计的简单概念
5.1.2 模具设计工具条
5.1.3 SolidWorks中模具设计的基本流程
实例精讲-相机盖分模操作
5.2 分模前的分析操作
5.2.1 拔模分析
5.2.2 底切分析
5.2.3 分型线分析
实例精讲-手柄模具分析
5.3 分模前的整理操作
5.3.1 分割线
5.3.2 拔模
5.3.3 移动面
5.3.4 比例缩放
实例精讲-安全帽分模操作
5.4 分模操作
5.4.1 分型线
5.4.2 关闭曲面
5.4.3 分型面
5.4.4 切削分割
5.4.5 型芯
实例精讲-创建手机壳注射模具
5.5 本章小结
5.6 思考与练习
第6章 管道与电气设计
6.1 管道设计基础
6.1.1 “管路”是一个“装配体”
6.1.2 Routing模块的主要工具栏
6.2 布线操作
6.2.1 插入接头
6.2.2 设置线路属性
6.2.3 自动布线
6.2.4 布线环境下的4个状态
6.3 线夹和导线
6.3.1 使用“线夹”规范线路
6.3.2 分割线路
6.3.3 定义线路中的导线数
6.4 创建符合规定的线路零部件
实例精讲-“配电柜”布线操作
6.5 管道和软管
实例精讲-工业水循环过滤系统管道操作
6.6 本章小结
6.7 思考与练习
第7章 模型渲染
7.1 渲染工具介绍
7.2 主要渲染过程
7.2.1 外观
7.2.2 贴图
7.2.3 灯光
7.2.4 渲染
实例精讲-渲染“玻璃杯”
7.3 其他渲染设置
7.3.1 如何添加“布景”
7.3.2 如何使用“相机”
7.3.3 什么是“走查”
实例精讲-给学生宿舍“拍照”
7.4 本章小结
7.5 思考与练习
第8章 动画制作
8.1 运动算例操作界面
8.2 动画向导
8.2.1 旋转零件动画
8.2.2 制作爆炸或装配动画
8.2.3 保存动画
实例精讲-“产品展示”动画模拟
8.3 “手动”制作动画
8.3.1 调整动画对象的起始方位
8.3.2 简单“关键帧”的调整
8.3.3 对象的显示、隐藏和颜色变换动画
8.3.4 马达的添加和使用
实例精讲-“挖掘机”动画模拟
8.4 复杂动画制作
8.4.1 路径动画
8.4.2 相机动画
8.4.3 齿轮动画
8.4.4 带轮动画
8.4.5 “拧螺钉”动画
8.4.6 参数关联动画
8.4.7 “方程式”动画
实例精讲-“滑轮吊物”动画模拟
实例精讲-“仿真弹簧”动画模拟
8.5 本章小结
8.6 思考与练习
第9章 动力学及运动模拟分析
9.1 基本运动和Motion
9.2 动力学对象
9.2.1 接触
9.2.2 引力
9.2.3 弹簧
9.2.4 阻尼
9.2.5 力
实例精讲-“挖土机挖土”动画模拟
实例精讲-“自动闭门器”动画模拟
9.3 运动模拟分析
9.3.1 设置运动算例属性
9.3.2 结果和图解
9.3.3 基于事件的运动视图
9.3.4 动画的有限元分析
实例精讲-“汽车刮水器”动画模拟
9.4 本章小结
9.5 思考与练习
第10章 静力有限元分析
10.1 SolidWorks Simulation概论
10.2 分析流程
10.2.1 新建有限元算例
10.2.2 设置零件材料
10.2.3 固定零部件
10.2.4 添加载荷
10.2.5 网格划分
10.2.6 分析并看懂分析结果
实例精讲-“安全阀”有限元分析
10.3 分析选项解释
10.3.1 装配体中的常用连结关系
10.3.2 常用夹具
10.3.3 常用外部载荷
10.3.4 细分网格
10.4 分析结果查看
10.4.1 列举分析结果和定义图解
10.4.2 观看动画
10.4.3 截面剪裁和ISO剪裁
10.4.4 图表选项
10.4.5 设定显示效果
10.4.6 单独位置探测
10.4.7 设计洞察
10.4.8 报表的取得和编辑
实例精讲-“扭矩限制器”受力分析
10.5 本章小结
10.6 思考与练习
第11章 其他有限元分析
11.1 频率分析
11.2 屈曲分析
11.3 热力分析
11.4 跌落测试分析
11.5 疲劳分析
11.6 非线性分析
11.7 线性动力分析
11.8 压力容器设计分析
11.9 本章小结
11.10 思考与练习
第12章 流体分析
12.1 认识流体分析
12.2 流体分析流程
12.2.1 “流体分析向导”用于设置总体条件
12.2.2 “边界条件”是内流分析的必设项目
12.2.3 “目标”是要获得的流体分析值
12.2.4 完成设置后,可以进行“分析”
12.2.5 查看分析过程
12.3 分析结果查看
12.3.1 切面图
12.3.2 表面图
12.3.3 等值面
12.3.4 流动轨迹
12.3.5 目标值
12.3.6 其余值
实例精讲-“离心泵”流体分析
12.4 关于外流分析
实例精讲-“香蕉球”的流体分析
12.5 本章小结
12.6 思考与练习
前言/序言
SolidWorks是目前市场上主流的机械设计和制造软件,初学者一开始接触的通常是其三维建模、曲面、装配和工程图等基本功能,实际上,SolidWorks还包含很多其他高级功能模块,其目的是为了满足不同的设计需求,如使用线路和管道模块可以进行电缆电线和管路等的设计。
SolidWorks在生产领域拥有全球化程度最高的用户,由于其具有好用、易用和价格实惠等优点,得到越来越多用户的认可,应用面越来越广,国内很多企业都使用该款软件,所以,读者有必要在掌握其基本功能的基础上,进行更多的学习,以物尽其用。
为了让广大读者可以快速全面地掌握这款软件,本书充分结合实际案例操作,对一些SolidWorks中不易理解的功能进行了重点分析和讲解。
本书力求实用,着力避免“眼高手低”的情况发生(如“讲座听得懂,看书看得懂,但却不会操作”),因此配有大量的精彩实例和练习,这些实例和练习既操作简单,又很有趣味性和挑战性,能够让读者“寄学习于娱乐”,既可掌握软件功能,还可以应用于实践,能够真正全面地掌握SolidWorks的使用方法。
本书共12章,其中第1章,是配置管理和设计库,介绍了零件的多配置功能(包含设计表),以及设计库的使用等功能;第2章主要介绍了模块化设计操作,包括方程式的使用和自上而下的设计方式等内容;第3章主要介绍了钣金设计操作,钣金具有特殊的物理特性(厚度相同),所以需要特殊的设计流程;第4章介绍了焊件的设计操作,由于焊件多由结构构件组成,且会包含焊缝,所以也是一个独立的功能模块;第5章介绍了模具设计操作,模具设计是注塑模具设计和加工的基础;第6章介绍了管道与电气设计操作,也就是管件的设计,管件具有粗细、大小相同等特点,所以SolidWorks也为其提供了具体的设计功能;第7章,是模型渲染模块,为了给客户介绍所设计的产品,通常需要对模型做一些修饰,使用的就是渲染;第8章介绍了动画制作操作,动画主要也是起演示作用的;第9章,是高级动画,是对模型进行验证和模拟的主要功能模块(可进行路径分析等):第10章,是基础有限元分析模块,就是对模型在受到静力时的受力和位移等的分析;第11章讲述了其他有限元分析操作,涵盖面较广,如频率分析、疲劳分析等;第12章讲述了流体分析功能,流体分析是对流动物体的分析操作。
本书光盘中带有操作视频、全部素材、范例设计结果和练习题设计结果等内容。利用光盘中的这些素材和多媒体文件,读者可以轻松愉悦地学习SolidWorks的各项功能。
CAD/CAM/CAE工程应用丛书:SolidWorks 2014高级应用教程(附DVD-ROM光盘1张) 图书简介 前言 在当今竞争日益激烈、技术飞速发展的工程领域,高效、精准的CAD/CAM/CAE工具已成为企业提升设计制造能力、缩短产品开发周期、降低成本的关键。SolidWorks作为一款功能强大、易于上手的集成化三维设计解决方案,在全球范围内广受工程师和设计者的青睐。本书正是为了满足广大SolidWorks用户,特别是那些希望深入掌握其高级功能,并将其应用于实际工程项目中的技术人员、学生和研究人员的需求而精心编撰。 本书聚焦于SolidWorks 2014版本,选择这一版本,是因为它在性能、用户界面和功能集成方面达到了一个成熟且稳定的阶段,为学习者提供了坚实的基础。同时,2014版引入和优化了许多重要的功能,这些功能在实际工程应用中具有举足轻重的地位。本书力求在理论讲解与实际操作之间取得平衡,通过详实的步骤、精美的图例和贴近实际的案例,引导读者循序渐进地掌握SolidWorks的高级应用技巧,从而能够更从容地应对复杂的工程设计挑战。 本书的编写团队由一群在CAD/CAM/CAE领域拥有丰富理论知识和实践经验的专家组成。我们深知,仅仅掌握软件的基本操作是远远不够的。真正的工程应用需要对软件的深入理解,以及如何利用其高级功能解决实际问题。因此,本书在内容的选择上,着重于那些在产品设计、模具设计、有限元分析、装配设计、工程图绘制以及数据管理等关键工程环节中,能够显著提升效率和质量的SolidWorks模块和功能。 我们深信,通过对本书的学习,读者不仅能够熟练运用SolidWorks 2014进行高级设计,更能培养起解决工程问题的能力,为未来的职业发展打下坚实的基础。随书附赠的DVD-ROM光盘,包含了书中所有案例的源文件、必要的插件、视频教程以及相关的参考资料,将为您的学习提供全方位的支持。 内容梗概 本书并非仅仅罗列SolidWorks 2014的功能列表,而是将这些功能置于实际的工程应用场景中进行阐述。我们将深入探讨如何利用SolidWorks 2014的强大功能,从概念设计到详细工程图,再到与制造过程的无缝对接,为读者提供一个完整的工程解决方案。 第一部分:高级建模技巧与策略 曲面建模的精髓: 在许多复杂产品设计中,曲面建模是必不可少的。本书将详细介绍SolidWorks 2014中高级曲面工具的应用,包括边界曲面、填充曲面、扫描曲面、放样曲面等。我们将演示如何利用这些工具创建具有复杂自由形态的曲面,并讲解曲面相交、修剪、缝合以及曲面质量的检查与优化技术。通过实例,您将学会如何构建出流线型、符合人体工程学的设计,如汽车外壳、家电产品外观等。 实体混合建模的艺术: 许多实际产品是实体和曲面的混合体。本书将探讨如何将曲面模型转化为实体,以及在实体建模过程中如何灵活运用曲面工具来辅助实体造型。我们将重点讲解如何利用高级的实体编辑工具,如直接编辑、圆角、倒角、阵列、镜像等,对模型进行精细化调整,以满足严苛的设计要求。 高级特征的运用: 除了基本的拉伸、旋转、扫描、放样等特征,本书还将深入讲解如变截面扫描、曲线驱动的阵列、高级阵列(如曲面阵列、表格驱动阵列)、肋、筋、抽壳、圆角/倒角的高级选项等。这些高级特征能够极大地简化复杂模型的创建过程,并提高模型的智能化程度。 参数化与智能化设计的实践: SolidWorks的核心优势在于其参数化建模能力。本书将引导读者理解参数化设计背后的逻辑,如何通过尺寸、约束、关系来控制模型的变化。我们将深入探讨智能特征(如智能零件)、父子关系的管理、设计表(Design Table)的应用,以及如何利用这些技术实现设计的高效迭代与标准化。 Mold Design (模具设计) 模块的应用: 对于从事模具设计的工程师而言,本书将重点介绍SolidWorks 2014中的模具设计模块。内容涵盖了分型面创建、拔模分析、腔体/型芯生成、冷却系统设计、唧嘴设计等关键步骤。通过实例,您将学习如何高效地为注塑件设计模具,并进行必要的分析以确保模具的可制造性。 第二部分:高级装配技术与仿真应用 大型装配体的管理与优化: 随着产品复杂度的增加,装配体也变得越来越庞大。本书将介绍SolidWorks 2014在处理大型装配体方面的策略,包括使用轻化模式、高级搜索、组件隔离、装配体结构树的管理等。我们将讲解如何通过合理的分层、分组以及利用装配体特性来提升装配体的打开和编辑速度,优化工作流程。 高级配合与运动仿真: 除了基本的配合,本书将深入讲解限位配合、机械配合、路径配合、齿轮配合等高级配合的应用。更重要的是,我们将介绍SolidWorks Motion 模块,通过设置驱动、弹簧、阻尼等,对装配体进行运动仿真,分析运动轨迹、速度、加速度等,为机构的优化提供依据。 SolidWorks Simulation(有限元分析)入门与实践: 结构分析是产品设计过程中至关重要的一环。本书将以SolidWorks Simulation Premium模块为例,介绍有限元分析的基本流程。我们将讲解如何创建研究(静态、动态、屈曲等)、选择材料、网格划分、施加载荷与约束,以及结果的解读和优化。通过案例,您将学会如何评估产品的强度、刚度、稳定性,并根据分析结果对设计进行改进。我们将重点关注应力、位移、安全系数等关键指标。 装配体高级特性: 包含但不限于:爆炸视图的创建与动画、配置(Configurations)的应用,用于管理不同设计变体、包络零件(Envelope Part)的使用,以简化大型装配体分析等。 第三部分:工程图与数据管理 高级工程图的绘制: 虽然三维模型是设计的基础,但详细的工程图仍然是制造和沟通的必要环节。本书将深入讲解SolidWorks 2014工程图模块的高级功能,包括:投影视图、剖视图(阶梯剖、局部剖)、断裂视图、旋转视图、辅助视图、详细视图等。我们将重点介绍如何高效地插入尺寸、公差(形位公差)、表面粗糙度符号、标注,以及如何管理图层、图框、标题栏。 BOM(物料清单)的管理与定制: 在装配体工程图中,物料清单是不可或缺的部分。本书将演示如何生成和定制BOM,包括零件列表、汇总BOM、结构BOM等。我们将讲解如何通过属性(Properties)来丰富BOM信息,以及如何将BOM导出为多种格式,以满足不同的管理需求。 SolidWorks PDM(产品数据管理)基础: 随着项目规模的扩大,对设计数据的管理变得越来越重要。本书将简要介绍SolidWorks PDM的功能,包括版本控制、权限管理、工作流程等,帮助读者理解其在提升团队协作效率和保障数据安全方面的作用。 与其他软件的集成与数据交换: 在实际工程应用中,SolidWorks很少独立工作。本书将探讨SolidWorks与其他CAD/CAM/CAE软件的数据交换格式(如STEP, IGES, Parasolid等)以及导入导出时的注意事项,确保设计数据的完整性和互操作性。 DVD-ROM光盘内容 随书附赠的DVD-ROM光盘是本书的有力补充,其内容经过精心设计,旨在为读者提供一个便捷、全面的学习环境。 本书案例源文件: 光盘中包含了本书所有章节所涉及的案例的SolidWorks源文件。这些文件可以直接在SolidWorks 2014中打开,供读者进行对照学习、修改和实践。您可以逐个步骤地跟踪模型的创建过程,深入理解每个特征的设置和参数的含义。 视频教程: 为了进一步提升学习效果,光盘中录制了部分关键章节和难点功能的视频教程。这些视频教程以直观的方式演示了软件操作过程,配以清晰的讲解,能够帮助您快速掌握复杂技巧。 实用插件与工具: 根据部分高级应用的需要,光盘中可能包含一些第三方实用插件或SolidWorks官方提供的辅助工具。这些工具能够扩展SolidWorks的功能,提高工作效率。 参考资料与范例库: 光盘还收录了一些相关的技术文档、SolidWorks官方的帮助文档节选、以及一些常用的工程图标准、材料库等。此外,我们还收集了一些高质量的SolidWorks设计范例,供您参考和借鉴。 目标读者 在校学生: 机械工程、工业设计、材料成型、模具设计、汽车工程等专业的本科生、研究生,希望通过学习SolidWorks 2014的高级应用来提升专业技能。 工程技术人员: 从事产品设计、模具设计、制造工程、有限元分析等工作的工程师和技术人员,需要掌握SolidWorks 2014的高级功能以应对日益复杂的项目需求。 SolidWorks初学者与中级用户: 已经掌握SolidWorks基本操作,希望进一步深化理解,提升应用水平,突破瓶颈的学习者。 CAD/CAM/CAE领域的研究人员: 需要利用SolidWorks进行原型设计、仿真分析等研究活动的学者。 总结 本书是一本系统、实用的SolidWorks 2014高级应用教程。我们力求通过深入的讲解、丰富的案例和配套的资源,帮助您全面掌握SolidWorks 2014在CAD/CAM/CAE工程应用中的强大实力。无论您是希望提升个人专业技能,还是致力于解决工程难题,亦或是推动产品创新,本书都将是您不可多得的学习伙伴。我们期待本书能够成为您在工程设计道路上的一盏明灯,助您迈向更广阔的天地。