非標準設備設計方法及案例解析/產品設計與開發系列叢書
內容大鋼
本書結合作者產學研合作中的成熟案例。闡述了非標準設備設計的方法和案例。本書內容包括設計基礎、方案設計、詳細設計、成本估算、電腦輔助設計。以及微小顆粒粉料送料機、飛剪式廢料處理機、視頻引伸計、封隔器試驗台、燒結設備、海洋縱深溫度分佈實時探測系統六個案例的設計過程。本書旨在為非標準設備從業人員提供全面的參考。以應對現代設計中的複雜挑戰。
本書適合從事機械設計、設備開發、製造工藝及相關研究的工程師和技術人員。尤其適合專註于非標準設備領域的從業者使用。也可供相關專業高校師生參考。
作者介紹
編者:李桂琴//李明//李書訓|責編:雷雲輝//卜旭東
目錄
前言
第1章 非標準設備設計基礎
1.1 產品設計分類與結構設計準則
1.2 能量、物料和信號的轉換
1.3 功能關係建立
1.3.1 物理效應及其作用關係
1.3.2 設計過程應遵循的一般導則
1.4 設計工作一般流程與步驟
第2章 非標準設備方案設計
2.1 制訂需求表
2.2 功能結構分解
2.3 結構與功能匹配
2.4 多方案選擇及方案變型
2.5 方案評價
2.5.1 評價的基本進程
2.5.2 方案設計階段的評價案例
2.6 方案設計案例：激光電視投影儀的移動鏡頭門
第3章 非標準設備詳細設計
3.1 詳細設計規則
3.1.1 明確性原則
3.1.2 簡單性原則
3.1.3 安全性原則
3.2 基於有限元分析的安全設計
3.2.1 彈性力學及其有限元分析
3.2.2 計算流體力學模擬分析
3.2.3 非標準設備結構有限元分析建模流程
3.3 有利於標準化的合理設計
3.4 視覺檢測非標準設備設計
3.4.1 視覺檢測概述
3.4.2 螺母視覺檢測的系統方案設計
3.4.3 螺母視覺檢測的圖像處理方法
3.4.4 螺母視覺檢測系統標定
3.4.5 視覺檢測系統開發及驗證
3.5 方案設計及詳細設計案例：電磁式塑料材料高速動態拉伸試驗機
第4章 非標準設備成本估算
4.1 影響成本的因素
4.2 訂單製造中的報價工藝
4.2.1 報價工藝的特點與分析
4.2.2 報價工藝設計
4.3 降低成本的設計方法
4.3.1 考慮工藝的合理設計
4.3.2 便於裝配的合理設計
4.3.3 降低成本的通用原則
第5章 電腦輔助設計的應用
5.1 基於產品三維建模的干涉檢查
5.1.1 幾種常用3D模型文件格式
5.1.2 碰撞檢查
5.2 電腦輔助優化
5.2.1 非標準設備結構最優化設計
5.2.2 應用過程實施
5.2.3 計算工況的選擇與載荷的處理
5.2.4 基於Optistruct的重型梁結構優化設計案例
5.3 繪製符合標準的二維工程圖
5.4 建立物料清單（BOM）
5.4.1 BOM的格式及構建
5.4.2 工藝規劃的並行開發
第6章 微小顆粒粉料送料機的設計
6.1 微小顆粒粉料送料機結構設計
6.1.1 銀質微粉顆粒特性
6.1.2 微小顆粒粉料送料機構
6.2 送料稱量機構的計算與校核
6.2.1 關鍵零部件計算
6.2.2 機構改進措施
6.3 送料稱量系統的誤差分析
6.3.1 理想條件下的送料稱量系統
6.3.2 實際條件下的送料稱量系統誤差分析
6.3.3 控制模型建立
第7章 飛剪式廢料處理機的設計與分析
7.1 飛剪式廢料處理機的設計要點
7.1.1 曲線開料機加工過程及廢料處理
7.1.2 廢料的剪斷處理機構研究
7.1.3 飛剪式廢料處理機的構造與主要參數
7.2 廢料剪斷過程模擬與剪斷機構分析
7.2.1 剪切理論與研究方法
7.2.2 基於DEFORM-3D的模擬廢料剪切過程
7.2.3 剪切機構的有限元分析
7.3 雙曲柄滑塊式飛剪機構的運動學與動力學分析
7.3.1 機構運動學與動力學分析的主要目的和方法
7.3.2 運動學分析
7.3.3 動力學分析
7.3.4 運動學與動力學分析計算及結果
7.4 雙曲柄滑塊式飛剪機構的平衡分析
7.4.1 機構平衡問題及解決方法
7.4.2 雙曲柄滑塊機構的平衡分析
7.4.3 曲軸的模態分析
第8章 視頻引伸計的設計與開發
8.1 視頻引伸計應變測量系統
8.1.1 圖像測量原理
8.1.2 標記試件法應變測量
8.1.3 光源、攝像機和鏡頭的選用
8.1.4 軟體設計
8.2 圖像處理演算法研究
8.2.1 圖像預處理
8.2.2 圖像分割
8.2.3 邊緣檢測演算法
8.2.4 亞像素定位
8.3 基於平面網點的二維視覺測量系統標定
8.3.1 二維視覺測量系統成像數學模型
8.3.2 標定板的選擇與特徵點的提取
8.3.3 攝像機標定
8.4 應變測量系統的試驗驗證
8.4.1 應變測量系統可行性分析
8.4.2 應變測量系統實用性分析
第9章 封隔器試驗台的設計及可靠性評估
9.1 封隔器的基本結構和工作原理
9.1.1 封隔器基本結構
9.1.2 封隔器工作原理
9.2 封隔器試驗台的設計
9.2.1 封隔器試驗台設計準則
9.2.2 封隔器試驗台方案設計
9.3 封隔器試驗台可靠性評估
9.3.1 套管的耐壓校核
9.3.2 扭轉軸的抗拉、抗扭強度校核
9.3.3 套管介面螺紋校核
第10章 燒結設備的設計與開發
10.1 燒結原理、工藝過程、工藝方案設計及設備的設計目標
10.1.1 太陽能電池燒結的原理
10.1.2 太陽能電池燒結的工藝過程
10.1.3 燒結爐工藝方案的設計及燒結爐的設計目標
10.2 燒結爐結構設計
10.2.1 燒結爐總體結構設計
10.2.2 燒結爐加熱系統的結構設計
10.2.3 燒結爐冷卻系統的結構設計
10.2.4 燒結爐氣氛系統的結構設計
10.2.5 燒結爐網帶輸送系統的結構設計
10.3 爐膛溫度場的數值模擬
10.3.1 溫度場熱傳遞特性分析
10.3.2 爐膛傳熱幾何模型
10.3.3 傳熱數學模型
10.3.4 數值模擬計算
第11章 海洋縱深溫度分佈實時探測系統設計與分析
11.1 海表浮標機械結構設計方案
11.1.1 海洋縱深溫度分佈探測系統
11.1.2 浮標式搭載平台設計
11.1.3 錨泊裝置設計
11.2 錨泊系統的受力分析和姿態計算
11.2.1 錨泊系統模型簡化
11.2.2 海洋環境邊界條件設定
11.2.3 錨泊系統建模分析
11.2.4 各部件的受力分析和姿態計算
11.3 海表浮標結構設計與製造
11.3.1 海表浮標結構設計
11.3.2 海表浮標在波浪中的運動響應分析
11.3.3 海表浮標製造
參考文獻
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