前言
輪胎是各種車輛或機(jī)械的接地滾動(dòng)圓環(huán)形彈性橡膠制品，具有支承車身、緩沖外界沖擊，實(shí)現(xiàn)與路面接觸并保證車輛平穩(wěn)行駛的功能。由于輪胎經(jīng)常在復(fù)雜多變的路況使用，行駛過(guò)程中還承受復(fù)雜負(fù)荷及高低溫作用，因此必須具有良好的承載性、牽引性、緩沖性、耐磨性等。隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的輪胎生產(chǎn)國(guó)。各大輪胎企業(yè)紛紛引進(jìn)新技術(shù)，采購(gòu)或開發(fā)新軟件，研發(fā)新產(chǎn)品，以保持其在輪胎設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。例如，開發(fā)建模速度快、效率高的軟件或插件，開發(fā)設(shè)計(jì)仿真一體化平臺(tái)，開發(fā)網(wǎng)格自動(dòng)化劃分軟件等是輪胎企業(yè)的迫切需求。
2011年和2020年，筆者分別出版了《Python語(yǔ)言在Abaqus中的應(yīng)用》一書的第1版和第2版，書中介紹了將Python語(yǔ)言與Abaqus軟件結(jié)合進(jìn)行二次開發(fā)的相關(guān)知識(shí)。鑒于輪胎企業(yè)大多采用Abaqus軟件作為仿真分析的工具，以及筆者積累的Python二次開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)復(fù)雜輪胎結(jié)構(gòu)這一特定研究對(duì)象，做了一些研究工作。目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)輪胎這一研究對(duì)象，引入計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、深度學(xué)習(xí)算法等人工智能技術(shù)的書籍較少，筆者決定出版《輪胎設(shè)計(jì)研發(fā)智能化技術(shù)》一書，希望能夠?yàn)檩喬バ袠I(yè)用戶提供一些幫助和借鑒。在撰寫本書的過(guò)程中，筆者時(shí)刻警醒自己，盡最大所能將內(nèi)容介紹清楚，讓讀者真正學(xué)會(huì)輪胎設(shè)計(jì)研發(fā)智能化技術(shù)。但是，使用 Python 語(yǔ)言開發(fā)本身就是一項(xiàng)龐大的課題，將它與輪胎結(jié)構(gòu)這一對(duì)象綁定，并引入深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，就變得更加復(fù)雜。筆者深感無(wú)法在一本書中將所有內(nèi)容都介紹清楚，如果本書能夠?yàn)樽x者在學(xué)習(xí)、科研或項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中提供一點(diǎn)思路，就感覺(jué)到十分欣慰了。
本書由曹金鳳負(fù)責(zé)章節(jié)內(nèi)容的安排和全書統(tǒng)稿工作，由曹英杰負(fù)責(zé)第1章和第5章內(nèi)容的撰寫和整理工作，由李策負(fù)責(zé)第2章內(nèi)容的撰寫和整理工作，由曹金鳳和王志文負(fù)責(zé)第3章和第4章內(nèi)容的撰寫和整理工作，由沈大港負(fù)責(zé)第6章內(nèi)容的撰寫和整理工作。
本書主要面向具備一定Python編程基礎(chǔ)和輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真基礎(chǔ)的中級(jí)和高級(jí)用戶，對(duì)于初級(jí)用戶也有一定的參考價(jià)值。
在開始學(xué)習(xí)本書前，假設(shè)讀者已經(jīng)掌握了Python語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉輪胎設(shè)計(jì)仿真流程，熟悉 Abaqus/CAE 的操作界面，了解深度學(xué)習(xí)算法基礎(chǔ)知識(shí)。如果使用本書過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以參考筆者撰寫的《Python語(yǔ)言在Abaqus中的應(yīng)用第2版》《Abaqus有限元分析常見問(wèn)題解答與實(shí)用技巧》等書籍，也可以下載運(yùn)行隨書資源包的源代碼，以提高學(xué)習(xí)效率。（鏈接：https://pan.baidu.com/s/1wi3uY8Y2J_fYsJu-GOq0LA，提取碼：1234，也可掃描下方二維碼下載）
說(shuō)明：
為了便于讀者學(xué)習(xí)具體的設(shè)計(jì)研發(fā)智能化技術(shù)，第1章詳細(xì)介紹了軟件及模塊的配置方法，為后面章節(jié)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
本書內(nèi)容從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，文字通俗易懂，深入淺出，讀者不需要具備很深的理論知識(shí)，即可輕松地掌握相關(guān)智能化技術(shù)。
本書介紹了大量實(shí)例腳本的編寫思路和方法，并對(duì)關(guān)鍵代碼做了詳細(xì)講解。對(duì)于編寫過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題、應(yīng)該避免的錯(cuò)誤做法都通過(guò)提示或注意的方式給予提醒。
為了方便讀者學(xué)習(xí)，書中所有實(shí)例的相關(guān)代碼、圖片等都放在隨書資源包中。在提供實(shí)例腳本的基礎(chǔ)上，讀者可以修改或添加代碼來(lái)滿足實(shí)際編程過(guò)程中的需要。
為了便于講解各行代碼的含義，在每行代碼的開始位置，筆者都使用了阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)識(shí)，而腳本源代碼中這些標(biāo)識(shí)都是不存在的。
本書在排版過(guò)程中，部分代碼做了適當(dāng)處理，當(dāng)運(yùn)行代碼時(shí)，以隨書資源包中提供的代碼為準(zhǔn)。
本書的寫作與出版，得到了浦林成山（山東）輪胎有限公司山東省專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)案例庫(kù)項(xiàng)目（SDYAL20112)和山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2021QE059）的資助，在此表示衷心的感謝。
感謝達(dá)索系統(tǒng)中國(guó)區(qū)仿真技術(shù)總監(jiān)白銳和大中華區(qū)輪胎行業(yè)高級(jí)顧問(wèn)金永春在百忙之中為本書撰寫了序言。在本書即將出版之際，向他們表示深深的謝意。
衷心感謝恩師中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）姜耀東教授給予筆者的大力支持、溫暖鼓勵(lì)、悉心幫助和指導(dǎo)，恩師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯�神、謙遜寬容的態(tài)度是我一生學(xué)習(xí)的榜樣。
編寫本書的過(guò)程中，筆者參考了一些機(jī)器視覺(jué)與深度學(xué)習(xí)算法的書籍、網(wǎng)站、幫助文檔等，感謝這些作者的辛勤勞動(dòng)。
感謝青島理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院各位同仁對(duì)本人工作的支持，讓我可以心無(wú)旁騖地撰寫本書。
感謝機(jī)械工業(yè)出版社負(fù)責(zé)本書審核校對(duì)工作的編輯們，在你們的辛勤勞動(dòng)下，本書才能在第一時(shí)間與讀者見面。
由于筆者水平有限，書中錯(cuò)誤和紕漏之處在所難免，敬請(qǐng)各位專家和廣大讀者批評(píng)指正，并歡迎通過(guò)電子郵件 caojinfeng@qut.edu.cn與筆者交流。
曹金鳳
于青島