《高速加工中心性能建模及优化》编著者王书亭。

本书结合高速加工中心零部件、关键系统和整机应用实例，从性能建模和优化设计的角度，系统阐述了数控机床几何性能建模、系统性能建模、机构性能建模、结构性能建模，以及结构优化设计和动态特性试验方法。本书所介绍的数控机床数字化设计方法涉及数字化样机参数化特征建模及装配、多领域物理系统建模、机构多体动力学仿真、结构多物理场有限元分析、多学科设计优化、结构拓扑优化、动态优化和实验模态分析等内容。通过本书，可以帮助读者深入理解并掌握机床数字化设计的相关方法。加工中心在工作过程中表现出来的特征，即动态特性是评价其综合性能、总体质量的重要特性。根据特定的目的，如何对加工中心的运行状态进行数学描述--建模，如何对系统的动态特性进行评价--仿真，如何对系统的动态特性进行改善--优化，如何对系统的动态特性进行验证--测试，是本书试图从方法上回答清楚的四个主要问题。

《高速加工中心性能建模及优化》编著者王书亭。

《高速加工中心性能建模及优化》内容提要：本书全面总结了加工中心数字化设计方法及其实际T程应用的研究成果，结合高速加工中心主要零部件、关键功能系统和整机应用实例，从结构性能建模和优化设计的角度，系统阐述了数控机床几何性能建模、系统性能匹配建模、机构动力学性能建模、结构动力学性能建模，以及结构动态优化设计和动态特性试验方法等。本书所介绍的数控机床数字化设计方法较多，主要涉及数字化样机参数化特征建模及装配、多学科领域物理系统建模、机构多体动力学仿真、结构多物理场有限元分析、多学科设计优化、结构拓扑优化、结构动态优化和实验模态分析等。

本书可供高等工科院校机械类专业本科生与研究生阅读，也可供相关T程技术人员参考。

前言

第l章 绪论         

 1.1 高速加工中心概述       

1.1.1 高速加T中心的组成及性能    

1.1.2 高速加T中心的设计流程及要求   

 1.2 高速加工中心结构动态优化设计  

1.2.1 动态优化设计的概念及应用   

1.2.2 动态优化设计的主要内容及方法  

1.2.3 动态优化设计的主要步骤   

1.2.4 动态优化设计的常用T具软件  

 参考文献         

第2章 机床动态特性测试及分析    

 2.1 概述        

2.1.1 机床基本动态特性    

2.1.2 动态特性试验内容    

 2.2 模态分析理论      

2.2.1 模态分析基本理论    

2.2.2 多自由度系统模态分析     

2.2.3 模态分析的1一程应用     

 2.3 模态分析试验       

2.3.1 模态分析试验方法    

2.3.2 模态分析试验过程     

2.3.3 试验数据采集及信号分析处理   

 2.4 机床振型试验       

2.4.1 试验装置和分析系统    

2.4.2 试验准备       

2.4.3 整机振型测试实验     

 2.5 机床结构动刚度试验      

2.5.1 机床结构刚度      

2.5.2 机床动刚度试验方法    

2.5.3 机床结构综合动刚度实验    

参考文献         

第3章 数字化几何功能样机      

3.1 概述

3.1.1 数字化几何样机的概念       

3.1.2 数字化几何样机建模环境      

3.1.3 数字化几何样机性能分析内容及过程    

 3.2 数字化几何样机建模       

3.2.1 加T中心零件建模       

3.2.2 数字化装配        

3.2.3 机构运动学建模       

 3.3 加工过程几何仿真        

3.3.1 加工过程仿真内涵       

3.3.2 加工过程仿真建模       

3.3.3 加工过程仿真应用       

 参考文献           

第4章 数字化系统性能样机       

 4.1 概述           

4.1.1 加工中心的系统特征      

4.1.2 加工中心的系统性能建模方法      

 4.2 加工中心进给系统动态性能建模及分析   

4.2.1 进给系统的组成及性能要求     

4.2.2 进给系统子系统建模分析      

4.2.3 进给系统多学科领域物理系统建模     

 4.3 加工中心电主轴动态性能建模及分析     

4.3.1 电主轴单元建模领域划分      

4.3.2 电主轴单元子系统建模分析      

4.3.3 电主轴单元多学科领域物理系统建模    

 参考文献            

第5章 数字化机构性能样机        

 5.1 概述            

5.1.1 机床系统中常见的机构动力学问题     

5.1.2 计算多体动力学建模及仿真      

 5.2 机床多刚体建模及仿真        

5.2.1 机床多刚体运动学建模       

5.2.2 运动系统相关因素处理       

5.2.3 机床多刚体动力学建模       

 5.3 机床多柔体建模及仿真        

5.3.1 刚柔混合建模的原理       

5.3.2 刚柔混合模型的构建       

 5.4 机床控制系统及机构联合仿真      

5.4.1 进给驱动系统仿真建模       

5.4.2 进给驱动系统仿真实例       

5.4.3 伺服参数的优化调整

6.3.3 提高电主轴单元动态性能的措施     

 6.4 机床结构动态性能分析       

6.4.1 机床结构动态性能要求      

6.4.2 机床结构性能计算模型      

6.4.3 机床结构固有特性计算分析     

6.4.4 机床结构刚度计算分析       

 参考文献           

第7章 数字化结构热性能样机       

 7.1 概述            

7.1.1 机床的热变形        

7.1.2 机床热变形的控制措施      

 7.2 机床热特性的有限元分析       

7.2.1 机床温度问题建模       

7.2.2 温度场控制方程及边界条件     

7.2.3 结构热力学问题有限元分析过程     

7.2.4 结构热力学计算的几种方法     

 7.3 电主轴的热特性分析        

7.3.1 电主轴单元的热载荷       

7.3.2 电主轴单元的边界条件       

7.3.3 电主轴单元稳态温度场计算与分析     

 参考文献           

第8章 计算机辅助结构优化设计       

 8.1 概述           

8.1.1 计算机辅助结构优化设计的概念     

8.1.2 结构优化设计模型的构建      

8.1.3 常用优化设计求解方法      

8.2 加工中心结构优化设计方法

8.2.1 结构尺寸优化设计方法 

8.2.2 结构拓扑优化设计方法 

8.2.3 结构多学科优化设计方法 

 8.3 加工中心典型构件结构优化设计

8.3.1 优化设计步骤   

8.3.2 立柱结构优化设计  

8.3.3 进给T作台结构优化设计 

参考文献