书名：增材制造结构优化设计与工艺仿真
定价：59.0
ISBN：9787300351353
作者：祝超，刘少荷，王保俊
版次：1
出版时间：2026-05

内容提要：
本教材以UG/NX 软件为载体，聚焦创成式拓扑优化设计、点阵晶格结构优化设计、运动仿真优化构件设计、增材制造工艺仿真四大高阶模块，系统构建从基础理论到工程实践的知识体系。每个学习任务均对应实际生产环节，通过精炼的理论铺垫、翔实的操作截图与微课视频，实现教学过程与生产过程的深度耦合，真正做到学以致用。教材采用校企合作、产教融合的方式编写，企业一线技术专家深度参与，将企业典型热点应用案例转化为教学任务，确保内容紧密对接产业，让学生在学习中同步提升职业竞争力。



作者简介：
祝超，烟台文化旅游职业学院智能制造工程系增材制造技术教研室主任，副教授，数控铣高级技师，模具设计制造高级技师，一体化骨干教师，烟台市职业教育先进个人。主要讲授增材制造技术基础、UG建模创新设计、熔融沉积技术项目实训、金属激光成形技术项目实训等课程，曾编写教材《金属增材制造工艺制订与实施》《3D打印教程》等。刘少荷，烟台文化旅游职业学院教师。王保俊，烟台文化旅游职业学院教师。

目录：
模块一 NX 结构优化设计基础

任务一 轻量化设计与结构优化设计的概念认知

任务二 创成式设计与拓扑优化的概念认知

任务三 NX 软件高端应用模块基本认知

模块二 NX 拓扑优化结构设计工程案例

任务一 汽车刹车踏板的拓扑优化结构设计

任务二 钻床托盘的拓扑优化结构设计

任务三 发动机活塞的拓扑优化结构设计

任务四 摩托车支架的拓扑优化结构设计

模块三 NX 点阵晶格结构优化设计工程案例

任务一 航空叶轮的点阵晶格结构优化设计

任务二 镂空纪念笔的点阵晶格结构优化设计

任务三 椎间融合器多孔点阵晶格结构优化设计

模块四 NX 运动仿真与优化设计工程案例

任务一 虎钳夹具运动仿真与优化设计

任务二 卡盘夹具运动仿真与优化设计

任务三 斜楔夹具运动仿真与优化设计

模块五 NX 激光粉末床熔融工艺仿真工程案例

任务 模具随形冷却型芯激光熔融工艺仿真

在线试读：
（一）轻量化的概念
轻量化设计是一种以减少材料和资源使用为核心的创新方法，旨在降低产品的重量，提高效能，并减少环境负担。这一方法已经在许多领域取得了成功，从汽车工业到建筑设计，都有着广泛的应用。
轻量化这一概念始于赛车运动，它的优点不难理解，重量轻了，操控性会更好，汽车发动机输出的驱动力可以产生更多的瞬时速度。随着“绿色环保”理念深入人心，轻量化设计广泛运用到一般汽车行业，可在提高操控性的同时降低油耗。相关数据表明，如果一辆汽车的总重量减轻10%，其燃油效率可提升6%～8%；每减少100kg 的整备质量，百公里燃油消耗就能相应减少0.3～0.6L。
在面临能源消耗和温室气体排放挑战的今天，轻量化设计不仅为人们提供了应对气候变化的解决方案，更在提升组件性能和延长产品寿命方面发挥了显著作用。汽车和航空航天行业的实践证明，轻量化设计能有效提高燃油效率，提升飞机和电动汽车的性能。同时，这一设计理念也在推动建筑、可再生能源以及电气和电子产品制造领域的创新，通过降低运输和能源成本，采用更节约资源的生产方式，为各行业带来经济效益和社会效益。