《现代设计计算机应用技术》

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

3CAD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