第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 CAD的含义 1
1.1.2 应用CAD的优越性 2
1.2 CAD技术 3
1.2.1 CAD技术的特点 3
1.2.2 CAD技术的发展历程 4
1.2.3 CAD与传统设计的对比 7
1.2.4 CAD分析方法 8
1.2.5 现代CAD技术 9
1.2.6 现代CAD技术的研究内容 12
1.3 CAD技术在能源动力装置中的应用 14
第2章 计算机辅助绘图基础 18
2.1 概述 18
2.1.1 计算机绘图系统及其功能 19
2.1.2 计算机辅助绘图的基本方法 20
2.1.3 显示器原理简介 21
2.2 基本图元的生成 21
2.2.1 直线段的扫描转换算法 22
2.2.2 圆弧的扫描转换算法 27
2.3 基于高级语言的绘图程序设计 28
2.3.1 图形系统初始化 28
2.3.2 基本图形函数 31
2.3.3 基本图形程序设计举例 35
2.4 图形变换 39
2.4.1 图形变换的数学基础 40
2.4.2 图形的几何变换 44
2.4.3 图形的投影变换 55
第3章 自由曲线曲面的数学描述 61
3.1 曲线曲面描述的基本原理 61
3.1.1 几何设计的基本概念 61
3.1.2 曲线曲面的数学描述方法 62
3.2 Bezier曲线 63
3.2.1 Bezier曲线定义与作图法 63
3.2.2 Bezier曲线的生成与程序设计 66
3.2.3 Bezier曲线的性质 67
3.2.4 Bezier曲线的拼接与反算 70
3.3 B样条曲线 71
3.3.1 样条原理 72
3.3.2 B样条曲线的数学描述 72
3.3.3 B样条的拼接与反算 77
3.4 非均匀有理B样条（NURBS）曲线 78
3.5 自由曲面描述 79
3.5.1 曲面模型 79
3.5.2 Bezier曲面 80
3.5.3 B样条曲面 82
3.5.4 Coons曲面 83
3.5.5 NURBS曲面 84
3.5.6 曲面的反算、拼接和互化 85
3.6 其他曲面描述 86
第4章 几何造型技术 89
4.1 几何造型技术概述 89
4.2 几何形体的表达 89
4.2.1 几何形体的基本概念 89
4.2.2 几何形体的计算机内部表达 92
4.2.3 几何形体的B-rep表达与CSG表达 96
4.2.4 常用几何形体定义方法 107
4.2.5 几何形体的其他表达方式 110
4.3 布尔运算基本原理 119
第5章 特征造型技术 123
5.1 概述 123
5.2 特征的定义和分类 124
5.3 特征建模 127
5.4 参数化特征造型技术 134
5.4.1 参数化与变量化设计 134
5.4.2 目前流行的几个特征造型系统简介 144
5.5 基本特征的异构CAD数据转换 146
5.5.1 异构CAD平台数据转换简介 146
5.5.2 异构CAD系统的数据交换 146
第6章 工程数据库 148
6.1 数据库概述 148
6.1.1 数据库的产生与发展 148
6.1.2 数据管理技术的发展 149
6.2 数据库系统的组成 151
6.2.1 现实世界的描述 151
6.2.2 数据模型 153
6.2.3 数据库管理系统（DBMS） 156
6.2.4 数据库管理系统的功能 157
6.2.5 图形数据库的设计 158
6.2.6 数据库系统与CAD/CAM系统的集成 159
6.3 工程数据库管理系统 160
6.3.1 工程数据库的特点 160
6.3.2 工程数据库技术 162
第7章 产品数据交换标准 167
7.1 产品数据交换标准简介 167
7.2 DXF格式数据标准简介 169
7.2.1 DXF格式文件的主要组成部分 169
7.2.2 DXF文件的编写 170
7.2.3 DXF格式文件的读取 172
7.3 IGES格式的数据标准简介 174
7.3.1 IGES模型 174
7.3.2 IGES的作用和文件构成 175
7.3.3 IGES文件的数据记录格式 177
7.3.4 IGES数据交换中存在的问题与解决办法 178
7.4 产品模型数据交换标准（STEP） 179
7.4.1 STEP的体系结构和技术原理 180
7.4.2 EXPRESS语言简介 186
7.4.3 STEP标准应用协议 188
7.4.4 STEP标准的实现方式 189
7.4.5 STEP的应用 192
第8章 动力装置CAD 193
8.1 动力机械总体布置CAD 193
8.1.1 概述 193
8.1.2 总体布置设计和草图设计的内容和方法 193
8.1.3 基于装配的设计方法 195
8.1.4 基于装配的发动机设计方法应用 203
8.2 旋转机械CAD 205
8.2.1 概述 205
8.2.2 离心蜗壳的三维实体（特征）造型 206
第9章 CAD与FEA及CFD 216
9.1 CAD与FEA 216
9.1.1 FEA概述 216
9.1.2 有限元的基本概念和原理 216
9.1.3 FEA软件结构及有限元法的发展趋势 219
9.1.4 用FEA软件设计时需注意的几个基本问题 221
9.1.5 有限元法在动力机械中的应用 222
9.2 CAD与CFD 224
9.2.1 CFD概述 224
9.2.2 CFD的含义及其求解的基本过程 224
9.2.3 CFD的应用 227
第10章 动力装置仿真技术 233
10.1 仿真技术 233
10.1.1 CAE技术的发展与仿真 233
10.1.2 仿真技术的含义及基本类别 234
10.2 动力装置中的运动学／动力学仿真 241
10.2.1 运动仿真概述 241
10.2.2 运动仿真模块的功能及相关术语与结构连接方式 242
10.2.3 动力装置的运动学仿真 244
10.2.4 动力装置的动力学分析 250
10.3 动力装置的系统仿真 259
10.3.1 模型背景概述 259
10.3.2 发动机模型分析 259
10.3.3 开环系统的建模与仿真 263
10.3.4 闭环系统的建模与仿真 265
参考文献 269