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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——ADAMS142

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