内容简介

本书介绍板料冲压成形方面所应用的计算机辅助技

术。主要内容包括板壳件的几何描述、板料成形的有限元

分析、板壳件工艺过程设计等环节的计算机应用及成形

或试验设备的微机控制技术。

本书可作为航空高等院校航空宇航制造专业、压力

加工专业的教材，也可供其他院校相关专业的学生及工

程技术人员参考。

目录

前言

第一章 绪论

§1.1板料成形过程分析

§1.2计算机辅助技术的发展及应用

§1.3板料成形与计算机辅助技术

第二章 板壳件的几何描述

§2.1样条函数与参数表示法

§2.2参数三次样条曲线

§2.3参数双三次曲面

§2.4参数样条应用问题

§2.5贝齐尔方法

§2.6B样条方法

§2.7有理参数曲线法

第三章 板料成形的有限元分析

§3.1概 述

§3.2有限元基本方法

§3.3平面问题

§3.4轴对称问题和空间问题

§3.5等参元和板壳元

§3.6非线性问题初步

§3.7有限元程序

第四章 计算机辅助板壳工艺过程设计

§4.1概 述

§4.2CAPP的基本原理和方法

§4.3SMCAPP系统简介

§4.4毛料展开计算

§4.5专家系统概况

§4.6专家系统的语言及实例

§4.7板料成形的专家系统开发

第五章 微机控制技术

§5.1概 述

§5.2微机系统分类与构成

§5.3离散与采样

§5.4微机控制系统设计

§5.5硬件接口及程序设计

§5.6系统的调试

§5.7微机控制系统实例

第六章 板料成形中的计算机应用

§6.1模具CAD/CAM

§6.2数据库技术及其应用

§6.3网格分析法及其“CA”技术

§6.4板壳件的柔性制造技术

参考文献

早在电子计算机问世之前，自然科学中就有许多问题因为计算

过于复杂而成为“纯科学”的公式，不能直接用到科研和工程项目中

去。电子计算机的出现对于这种情况，犹如“雪中送炭”，满足了社会

发展的一种渴求，因而电子计算机的应用也就以空前的速度向纵深

发展。据1984年的统计，美国电子计算机的数量已达到600万台，日

本有200万台，西欧超过260万台。在发达的工业国中，计算机已在

4000多个行业得到广泛的应用，其用途已超过5000多种。

计算机的极为广泛的应用使人们很难用一两个名词将其丰富的

内容囊括其中。在英语中已经出现了大量的专用缩写词语来表示计

算机的各种应用。其中人们熟悉的最常用的有：

①CAD/CAM 计算机辅助设计与制造

②CAE 计算机辅助工程

③CAGD 计算机辅助几何设计

④CAM 计算机辅助制造

计算机辅助管理

⑤CAT 计算机辅助测试

计算机辅助教学

⑥CAPP 计算机辅助工艺过程设计

⑦CIM 计算机集成制造

本书为了叙述方便，在以后的章节中将采用“CA”技术作为术

语，意为计算机辅助（C0mputerAided）或计算机应用（ComputerAp－

plication）技术。

以下分别讨论“CA”技术的几种主要形式。

1.科学计算

电子计算机高速运算和巨大的信息存贮能力，使当代科学技术

上的一些重大课题取得突破性进展。例如，生物遗传工程中核糖核酸

和一些人工合成蛋白质，包括我国的合成胰岛素，都是首先经过计算

机的大量计算，确定了它们的晶体结构后完成的。导弹设想的提出实

际上先于计算机的问世，但也只能在使用了计算机之后才真正成为

现实。

计算机进行科学计算所解决的是一些数学上极为复杂的问题，

数据量大，精度要求高，有的还要求实时性。这些工作不仅人工不可

能完成，而且它们对计算机性能的要求也是各种应用中最高的。目前

的科学研究中，存在着大量的求取数值解的复杂算题。例如，人造卫

星的轨迹计算、宇宙飞船的制导、星体演化形态研究、天文年历的编

制、分子及原子结构分析、可控热核反应研究、水利设施设计及土方

计算、水文计算、气象预报等等。

水利建设中拱坝应力分析是一个典型的例子。采用有限元分析

法将拱坝分成若干个单元体，各相邻的单元体在其相互连接的节点

上有共同的变形。每个结点可考虑若干个自由度，把拱坝受的全部载

荷转换成作用在相应节点上的力。根据基本力学关系，建立以节点位

移为未知数的联立方程组。求解这个方程组可得到全部节点位移值，

再根据位移求出各单元相应位置上的应力和应变。图1－2为某地拱

坝的单元划分图。

本书后面将要讨论的板料成形中的应力应变分析，就是用有限

元法计算成形过程中板料上各点的应力应变。它是大应变分析，比上

述拱坝的计算要复杂得多，但也是计算机用于科学计算的典型实例

之一。