第1章 汽车数字开发技术引论 1
1.1 汽车工业现状与展望 2
1.1.1 21世纪制造业的特点 2
1.1.2 汽车产品开发现状与展望 3
1.2 产品开发概述 6
1.2.1 产品开发的内涵及其战略 6
1.2.2 产品开发的发展趋势 9
1.2.3 数字化制造推动中国汽车工业 11
1.3 数字化产品开发 14
1.3.1 数字化设计过程 14
1.3.2 数字化开发技术及发展趋势 20
1.4 现代设计方法 21
思考题 27
第2章 汽车产品开发的数字化基础 28
2.1 数字化产品建模技术 29
2.1.1 几何建模技术 30
2.1.2 特征建模技术 33
2.1.3 集成建模技术 35
2.2 汽车的基于知识工程技术 37
2.2.1 基于知识工程技术与知识处理 37
2.2.2 KBE在汽车产品开发中的应用 41
2.3 可视化技术 44
2.4 工程数据库 48
2.4.1 数据库技术概述 48
2.4.2 工程数据库概述 49
2.4.3 产品数据管理技术 54
2.5 产品全生命周期设计 56
2.6 产品协同设计与网络化制造 60
2.6.1 网络化协同设计 60
2.6.2 网络化协同设计的关键技术 61
2.6.3 网络化协同产品开发机理 62
2.6.4 汽车协同设计与网络化开发 62
2.7 产品大规模定制 64
2.7.1 大规模定制的内涵及其实现 64
2.7.2 大规模定制运作过程 67
2.7.3 大规模定制的生产模式及应用 68
2.8 产品并行工程技术 70
2.8.1 串行工程与并行工程 70
2.8.2 汽车产品并行工程开发 72
思考题 76
第3章 汽车开发虚拟现实技术 77
3.1 虚拟现实技术的概述 78
3.1.1 虚拟现实的基本概念 78
3.1.2 虚拟现实的分类 80
3.1.3 产品的虚拟原型 82
3.1.4 虚拟现实在各个领域的应用 83
3.2 虚拟现实硬件的组成 86
3.2.1 三维位置跟踪器 87
3.2.2 视觉设备 89
3.2.3 触觉与力觉反馈装置 92
3.2.4 声音设备 93
3.3 虚拟现实的软件环境 94
3.3.1 虚拟现实应用工具箱——MRTK软件包 95
3.3.2 虚拟显示系统应用工具箱——WTK程序包 97
3.3.3 CDK软件包 98
3.3.4 虚拟现实造型语言 99
3.4 汽车虚拟设计技术 101
3.4.1 虚拟设计技术的过程 101
3.4.2 虚拟设计技术的应用 102
3.5 汽车虚拟制造技术 103
3.5.1 虚拟制造技术概述 103
3.5.2 虚拟制造的分类 105
3.5.3 虚拟制造的应用 107
3.6 汽车虚拟装配 108
思考题 111
第4章 汽车数字化仿真技术 112
4.1 数字化仿真技术概述 113
4.1.1 仿真技术及其分类 113
4.1.2 数字化仿真程序 118
4.1.3 仿真技术的应用与发展 120
4.2 有限元分析技术 123
4.2.1 有限元法概述 123
4.2.2 有限元的基本原理及求解步骤 124
4.2.3 有限元分析软件 126
4.2.4 汽车车架的有限元分析 128
4.3 汽车产品优化设计技术 131
4.3.1 优化设计的数学模型 132
4.3.2 汽车的拓扑优化设计 134
4.4 汽车虚拟样机技术 137
4.4.1 物理原型和虚拟原型 138
4.4.2 虚拟样机的技术原理 141
4.4.3 虚拟样机分析软件——ADAMS 142
4.5 汽车虚拟试验 147
4.5.1 虚拟试验的应用 147
4.5.2 虚拟试验的实施方案 148
4.6 汽车虚拟试验场技术 148
4.6.1 虚拟试验场技术概述 148
4.6.2 VPG技术的功能和特点 149
思考题 152
第5章 汽车操纵稳定性仿真分析 153
5.1 多体系统动力学基础 154
5.1.1 多体系统动力学产生的背景 154
5.1.2 多体系统动力学简介 156
5.1.3 多刚体系统动力学的研究方法 157
5.1.4 多柔体系统动力学的研究方法 160
5.2 基于ADAMS/Car的整车模型的建立 163
5.2.1 ADAMS/Car的建模原理 163
5.2.2 建立整车数字化模型所需的基本参数 164
5.2.3 整车模型的建模过程 166
5.3 汽车前悬架模型的仿真与优化 174
5.3.1 评价悬架性能的基本指标 174
5.3.2 前悬架模型的仿真结果分析 176
5.3.3 前悬架模型的优化设计 179
5.4 汽车操纵稳定性仿真及结果分析 185
5.4.1 汽车操纵稳定性评价方法 186
5.4.2 操纵稳定性试验标准及ADAMS仿真机理 188
5.4.3 稳态回转试验 190
5.4.4 转向回正性能试验 195
5.4.5 转向轻便性试验 203
5.4.6 转向盘转角阶跃输入试验 209
5.4.7 转向盘转角脉冲输入试验 215
5.4.8 蛇行试验 218
思考题 222
第6章 汽车平顺性仿真分析 223
6.1 汽车平顺性振动激励分析 224
6.2 随机路面不平度拟合理论 225
6.3 ADAMS软件的振动力学基础 228
6.4 人体对振动的反应和汽车平顺性评价方法 229
6.4.1 人体对振动的反应 229
6.4.2 汽车平顺性评价方法 230
6.5 汽车平顺性仿真及结果分析 233
6.5.1 随机不平路面平顺性仿真 234
6.5.2 凸块路面平顺性仿真 241
思考题 244
第7章 逆向工程与快速成形制造技术 245
7.1 逆向工程技术 246
7.1.1 逆向工程的研究内容 247
7.1.2 逆向工程关键技术 250
7.1.3 逆向工程技术的应用 259
7.1.4 逆向工程软件简介 261
7.2 快速成形制造技术 263
7.2.1 快速成形制造技术概述 263
7.2.2 快速成形制造技术的应用 269
7.3 基于逆向工程的快速成形制造技术 270
7.3.1 基于逆向工程的快速成形制造技术的概述 270
7.3.2 逆向工程与快速成形制造的集成 272
7.3.3 逆向工程与快速成形集成的关键技术 273
7.4 汽车零部件快速制模与快速试制 274
7.4.1 利用快速成形技术制造模具的一般工艺方法 275
7.4.2 快速模具的分类 276
7.4.3 快速过渡模制造 284
思考题 289
第8章 数字化工厂技术 291
8.1 数字化工厂理论 292
8.1.1 数字化工厂概况 292
8.1.2 数字化工厂的内容 294
8.2 数字化工厂技术概述 297
8.2.1 工厂和车间层面的数字化 297
8.2.2 生产线的规划与仿真 301
8.2.3 数字化装配 303
8.2.4 数字化质量管理与检测 313
8.2.5 数字化加工技术 320
8.3 数字化工厂在汽车开发制造中的应用 325
8.3.1 汽车白车身规划与仿真 325
8.3.2 数字化工厂汽车冲压解决方案 326
8.3.3 基于eM-Power的汽车发动机缸盖解决方案 327
8.3.4 数字化汽车发动机生产线 328
8.3.5 数字化汽车总装技术 329
8.4 数字化工厂应用软件 331
思考题 336
参考文献 338