基于生长型设计的机械产品基因研究

自然界中生物的生长发育过程令人神往,在产品设计过程,我们通过与生物生长过程进行比较,将产品比作生物个体,将零件看作细胞,从而提出了基于细胞的生长型设计。进而通过对生物基因与产品基因的系统类比,总结出产品基因的特点,概括出产品基因、产品基因组的概念,提出了基于产品基因组的生长型设计,并利用DARFAD系统实现对虎钳夹具的设计。     

概念结构生长型设计的力学分析研究

提出一种在概念设计阶段进行产品力学分析的新方法。生长型设计是模拟生物生长机制，利用功能表面作为功能一结构映射的信息载体。通过生物个体与机械产品的类比，提出了概念结构生长型设计的传动链模型。以转动一移动的杠杆结构为例，详细分析其力学模型，并以虎钳夹具设计为例验证其效果的有效性。     

以生命为原型的产品概念结构设计

面向产品概念设计自动化,把生命系统的创造性和创新智能充分利用到产品设计中,提出了以生命为原型的设计原理和基于生命体结构与过程原型的生长型产品概念结构设计方法,构建了支持该观点的产品结构模型和信息模型,讨论了实施生长型设计系统原型的关键技术,包括人类需求处理和生长型设计过程,开发了生长型概念结构设计系原型,以滚字夹具设计为例验证了该方法的有效性。     

基于功能表面的生长型设计理论

生长型设计是把生物生长的机理用于产品概念结构设计的方法.首先介绍生长型设计的基础理论,从而提出基于功能表面的产品生长型设计方法,论述生长型设计的主要步骤.提出功能表面分解时遵循的原则,即在满足功能需求的前提下,实现装配复杂度和制造复杂度最优分配.提出基于匹配度的概念产品向实体产品的映射方法.给出具体实例,生长型设计方法的有效性得到验证,该方法可以部分实现概念设计的自动化,基于功能表面的概念设计结构模型可以应用于后续的详细设计.     

概念结构设计过程中功能表面重构技术研究

在基于功能表面分解重构原理的生长型设计过程中，产品概念结构中功能表面的重构即功能表面的类型、数量及其相互炎系的选择与确定直接决定了零件的概念结构，并且从概念上基本确定了后续结构能否经济制造的空间约束。由于相关知识支持技术的缺乏，仍需要设计人员靠经验决定，降低了生长型设计的效率。文章分析了功能表面间的位置关系、联接方式的含义及其可制造性评价，与实际工艺技术知识相联系，提出了功能表面之间空间位置关系和联接方式的并行确定方法，开发了基于知识的设计支持模块，促进概念结构生长式设计效率的进一步提高。     

支持变型设计的产品基因模型建模方法研究

类比生物基因工程与变型设计过程,提出了变型设计中产品基因的概念,定义了支持变型设计的产品基因模型和基因操作,产品基因包括反映产品功能结构的基本几何元素和几何元素间的约束关系,通过对产品基因的分割、复制、替换、变异和组合等操作实现了变型信息的动态传递,支持了产品变型设计.最后以水平定向钻动力头为产品变型实例进行验证.结果表明,该方法能够有效的实现快速变型设计.     

基于设计过程基因的设计过程仿生优化

从产品设计过程与生物遗传进化过程的相似性出发,引入生物遗传变异原理和基因优化重组方法研究设计过程优化,提出一种通过优化重组设计过程基因进行设计过程仿生优化的方法。以设计过程知识为基本单元构造设计过程基因,分析其内涵、结构和特征,引入可拓论的基元建模方法建立设计过程基因的基元模型,提出并分析设计过程基因组的概念及其组织结构;在划分设计类型的基础上建立了产品设计过程仿生优化过程参考模型;利用基元的可扩性实现设计过程基因重组与变异。通过某型号飞机设计过程仿生优化方法应用实例,验证了所提方法的可行性和合理性。     

概念结构生长型设计的力学分析

研究在概念结构生长型设计过程中,如何根据产品设计的功能要求抽取出力和速度等运动属性,并依此对产品结构进行力学计算、分析,进而对产品结构进行性能评价与生长决策,保证了产品结构的优化生长。     

基于广义装配原理的产品生长型设计

通过研究生物生长与产品设计之间的相似性,提出了基于广义装配原理的生长型设计过程,研究了广义装配原理的三个理论构成。首先,在产品生长阶段,为实现生长过程中的自然选择,提出了以复杂度理论为控制因素的设计推理策略;其次,提出了功能公差设计理论,通过加工成本以及基于多因素的模糊质量损失成本体现广义装配成本,在确保产品功能的同时,以较低的装配与制造成本为公差的分配策略;在产品进化阶段,为保证产品良好的装配性能,采用了虚实结合设计技术。将以装配质量因素为核心的产品复杂度、精度以及制造、装配成本等众多设计因素并行集成于生长型设计过程中,实现了以全生命周期装配质量保障为核心的产品生长型设计。     

基于广义装配原理的产品生长型设计

通过研究生物生长与产品设计之间的相似性,提出了基于广义装配原理的生长型设计过程,研究了广义装配原理的三个理论构成.首先,在产品生长阶段,为实现生长过程中的自然选择,提出了以复杂度理论为控制因素的设计推理策略;其次,提出了功能公差设计理论,通过加工成本以及基于多因素的模糊质量损失成本体现广义装配成本,在确保产品功能的同时,以较低的装配与制造成本为公差的分配策略;在产品进化阶段,为保证产品良好的装配性能,采用了虚实结合设计技术.将以装配质量因素为核心的产品复杂度、精度以及制造、装配成本等众多设计因素并行集成于生长型设计过程中,实现了以全生命周期装配质量保障为核心的产品生长型设计.     

现代产品设计理论研究综述

简要回顾设计学科的发展历史,分析影响设计理论发展的重要思想,总结其发展趋势,最后对企业选择设计理论给出初步建议。     

直齿圆柱齿轮传动摩擦学设计的研究

传统的强度设计方法没有考虑润滑状态，而润滑设计又不能兼顾强度要求，本文以强度设计与润滑设计为基础，建立了直齿圆柱齿轮的摩擦学设计模型，并且对各种工作状态下的结果进行分析，得出较理想的结论。为机械设计提供了一种新的设计方法，对提高机械零件的寿命具有重要意义。     

设计思考过程模型中设计意图的表达

设计是设计者运用专业知识和个人经验得出设计决策的过程。目前大多数记录的设计信息只能描述设计结果是什么,而不能表达设计是如何展开的以及为什么按照这种方式进行。针对这一问题,提出设计思考过程模型,不仅能够记录设计步骤和设计决策,还能够描述设计过程背后的设计意图。设计意图是设计者解决设计问题时的目的和打算,包括元意图、设计选项和决策。对设计意图的分类进行详细的讨论,并基于此分类以及意图与操作的关系提出6种设计思考过程片段模式。采用BNF范式对设计思考过程模型进行了形式化表达,并开发计算机辅助设计思考过程建模原型系统MindDigger。以自动柜员机(Automatic teller machine,ATM)存钱机构的设计过程为例对设计思考过程模型进行了实现和验证。     

卫星总体多学科设计优化过程分析

多学科设计优化方法是实现卫星设计“快、好、省”目标的有效手段,但在实际应用中存在较大困难。根据多学科设计优化方法中多学科设计、多学科分析和多学科优化问题的分解思路,分析了多学科设计优化方法应用于卫星总体设计存在的现实困难和工程实践中必须考虑的设计因素;通过对卫星总体设计过程的分解与分析,提出了多学科设计优化方法与卫星总体设计流程相融合的技术途径,为进一步构建面向卫星总体设计的分布式协同软件框架提供了参考。     

卫星总体多学科设计优化过程分析

多学科设计优化方法是实现卫星设计“快、好、省”目标的有效手段，但在实际应用中存在较大困难。根据多学科设计优化方法中多学科设计、多学科分析和多学科优化问题的分解思路，分析了多学科设计优化方法应用于卫星总体设计存在的现实困难和工程实践中必须考虑的设计因素；通过对卫星总体设计过程的分解与分析，提出了多学科设计优化方法与卫星总体设计流程相融合的技术途径，为进一步构建面向卫星总体设计的分布式协同软件框架提供了参考。     

一种夹具原型设计方法

概念设计是夹具设计自动化必不可少的一个阶段，也是一个瓶颈问题。目前研究者较少。针对这个问题，文章首先提出了面向创新的功能表面和广义定位原理的概念。在此基础上。选择实现工件的广义定位模式。通过提取三维信息和生成相应的功能表面来创成夹具原型。该项工作最后期夹具结构进化设计的基础。     

CBD在轴类零件设计中的应用研究

在产品设计中,大部分零件设计是在已有零件的基础上进行的变型设计,因此如何更好的重用已有的经验和知识将直接影响到新产品开发的速度和质量.将基于案例设计(CBD)技术引入到轴类零件的变型设计中,研究了轴类零件设计过程中案例的表示、案例的检索以及案例的重用和修改等操作,并开发了相应的CBD软件系统验证了本文研究的结果,实现了轴类零件的基于案例设计.     

浅谈日本现代设计教育的结构及观点

设计教育是随着社会经济发展到一定程度出现的，是大机器生产时代与现代设计中的客观化趋势相结合的产物，本文通过对日本现代设计教育的一些现状分析，探讨现代设计教育的内在规律和实际应用、如何适应经济全球化发展的需要。     

Pro/Engineer Top-down Design在复点机系列产品开发中的应用

论述了Pro/Engineer Top-down Design设计理念及Top-down Design的优点、原则、所用到的工具和设计过程。以复点机的设计开发过程为例,详尽论述了Top-down Design的具体实施过程,为应用Top-down Design在产品设计开发的具体实施,提供理论依据和过程指导。     

知识工程在阀门智能设计中的应用研究

应用三维参数化图形设计软件和面向对象的程序设计语言，将知识工程的思想与阀门设计相结合．开发出基于知识工程的阀门智能设计系统，实现了从阀门总体设计到零部件设计与分析的智能化，从而减轻了阀门设计人员的劳动强度，缩短了产品设计周期，节省了产品设计成本，提高了产品设计质量。