《机械工程学报》英文版2004年第17卷第4期目次、摘要预告

基于结构柔性模块的广义模块化设计研究 徐燕申 徐千理 陈永亮 侯亮 (天津大学机械工程学院 天津 300072) 通过对组合框架式液压机主机结构模块化设计的研究,提出广义模块化设计的理论:建立柔性模块信息模型、设计知识以及结构变量可以集成于参数化的模块模型中;进而根据设计目标和定制的机械特性,提出广义模块化的参数化设计与变量化分析的方法。开发了以柔性模块为中心的设计系统,该系统依赖于柔性模块创建和再生技术,实现了产品快速设计。     

基于模块规划的工业温度计产品快速定制设计系统

针对大批量定制（MC）模式下的产品快速定制设计系统构建问题,通过对工业温度计产品特点的分析,提出了基于模块化规划的工业温度计产品快速定制设计策略,研制了一个工业温度计产品快速定制设计系统,并对系统总体结构、产品定制模型、配置关系管理、模块资源管理、产品快速报价等主要功能模块作了详细介绍。研究结果表明,该系统为工业温度计产品的快速定制设计提供了一种可行的解决方案。     

基于柔性元结构的广义模块化产品族建模及其应用

根据广义模块化设计原理。对广义模块化产品族和产品平台作了整体规划，阐述了柔性模块、虚拟模块、元结构以及柔性元结构等概念，提出了以柔性元结构为基础构建广义模块化产品族的思想。以组合框架式液压机的应用为例，分析了柔性元结构的具体创建过程。实践证明，该方法可以有效加速产品的设计．     

基于Web的协同设计构模系统

提出了一种建立基于 Web的协同设计系统的模块化方法。系统的设计模块结构包括中心设计模块和学科设计子模块。中心设计模块就是设计小组依据用户对产品性能的需求而建立的设计项目管理和控制模块 ;学科设计子模块则是与产品设计项目相关的各学科领域在 Web上建立的分布式模块。它们分别封装了各个学科专业领域的设计知识、应用程序和工具软件等。系统框架为设计模块提供一致性的设计表征语言 ,协同、协调工具及模块间信息交互机制 ,依靠框架支持的各设计模块通过 Web联系在一起就构成了一个开放的、协同的集成设计系统。本文还以毛化钢板的功能形貌设计为例介绍了协同设计系统的多学科设计模块结构的构造方法     

一种动态协同平台的研究与实现

根据异地设计与制造系统的特点，提出了组件式Web应用系统在运行前、运行时和运行后三种存在状态下的动态结构。在此基础上，设计了一个基于Web的异地协同设计与制造系统平台，说明了平台中各个模块的功能。构建了一个实际的异地设计与制造系统eCWS，该系统已完成了异地设计与制造的过程演示。试验结果表明，该组件式动态结构能够正确描述异地协同应用系统的实际组成框架，并具有一定的普遍性。     

交互式工程车辆虚拟维修训练系统设计

传统的实装维修训练成本高,时间长,且易造成安全事故。针对上述问题,设计基于EON的交互式工程车辆虚拟维修系统。规划了虚拟维修训练系统的结构框架,设计了交互式控制操作方式,并以装配模块和零件识别模块为例,说明了该虚拟维修训练系统交互功能的实现方式,验证了设计方法的有效性。     

基于知识的小型注塑模具快速设计系统的研究

针对注塑模设计与制造过程的自动化、智能化及效率高的要求,基于Unigraphics软件的二次开发平台,开发了基于知识的注塑模结构设计CAD系统.提出了该系统的整体结构框架、模块划分和数据流程,建立了知识库,分析了各模块功能的实现.     

面向大批量定制产品开发设计技术的应用研究

结合工业汽轮机关键零部件转子和汽缸,对面向大批量定制产品开发设计关键技术--模块化、产品零部件主模型、产品主结构以及产品配置技术的应用进行了较深入的研究,并在此基础上提出了面向大批量定制产品开发设计系统.该系统在PDM-Smart Team基础上,集成自主开发的编码模块及事物特性表模块.设计人员借助该系统可建立产品的主模型和主结构,从而快速地设计出满足客户需求的个性化产品.最后,给出了其在工业汽轮机设计中的应用实例.     

基于公理设计的机械系统稳健性分析及应用

以用户需求为切入点,对产品的功能语义和功能需求进行元模型描述,将用户需求转化为功能要求。以公理设计为指导框架,基于独立公理和Z字形映射方式,寻找并确定设计参数,明确功能要求之间及其与设计参数的相互关系,建立完整设计矩阵。将公理设计矩阵转换为设计结构矩阵并对其进行重构,生成几个相互之间具有较小依赖度的聚类耦合模块,得到系统稳健关联矩阵。然后将各个模块之间的关联参数作为可控因素,通过试验设计分析其对目标影响的重要程度并实施针对性的控制与调整,从而提升机械产品系统的稳健性。基于所提出的稳健性分析方法进行了起重机小车的设计,说明了该方法的应用过程,证明该方法是可行性的。     

基于KBE的汽车发动机快速设计技术与软件系统

针对当前我国汽车发动机设计过程中存在的问题,从工程需求出发,建立基于知识工程(KBE)的汽车发动机快速设计系统。结合面向方面思想和面向对象技术,分别建立同构的产品功能模型、结构模型和原理模型。针对设计过程的特性,合理整合CBR和RBR两种推理框架,实现基于实际产品数据和设计经验知识的辅助设计方法。利用Automation技术对CATIA进行二次开发,将KBE扩展模块与CATIA进行集成,完成参数化建模过程。系统集成发动机总体概念设计、关键零部件结构设计、主要零部件结构工程分析经验与知识库,为我国汽车行业进行发动机自主创新设计提供数字化智能设计资源与能力的支持。     

MEM产品开发及工艺研究

介绍了如何应用MEM快速成型技术(属于RP技术的一种)进行产品开发,根据实际情况设计了实验方案,对支撑条件进行了详细的分析,通过实际加工,利用现有的MEM-300-1快速成型机设备,针对常用零件的通用特征,得到了在加工工艺过程中不加支撑或尽量减少支撑的条件:开放式悬臂长度L≤6mm、倾斜形特征倾斜角度θ≥30°、圆孔半径R≤4 mm、平顶长度M≤8 mm.     

基于Pro/E的截割头截齿安装方法的研究

介绍了悬臂式掘进机截割头上的截齿空间位置状态及确定其空间位置所需要确定的参数,并提出了这些参数之间的关系,通过在Prol/E中建立了一些参考平面,提出了在Pro/e中确定截齿空间位置的一种方法.     

基于局域环境的产品全生命周期评估体系研究

以产品整个生命周期中所处各局域环境为背景,从其对人类自身、生物资源、非生物资源３个方面所产生的影响出发,结合我国实际情况,建立了一套完整的ＬＣＡ评估决策体系。在此体系中以产品所处的局域环境为基础,对产品整个生命周期进行阶段性划分,从而使得整套体系具有良好的可操作性,并使所得到的各项指标具有更强的实际意义。评估体系可被应用于各类产品的环境影响评估。     

主轴系统结构设计参数对其动力特性影响研究

文章以某车床主轴为研究对象，应用有限元和实验建立轴和支撑系统的动力学模型。采用计算机仿真技术，研究轴承等效径向（轴向）风度与阻尼参数、轴承预紧力、跨距，附加集中质量和阻尼等设计参数对主轴系统动力特性的影响规律，为主轴系统的动态优化设计进行了有意的探索。     

双稳态电磁换向阀换向结构参数对磁场力的影响分析

双稳态电磁换向阀可在确保换向性能的基础上减少能耗并降低温升.建立换向机构磁路模型,推导出电磁线圈断电和通电时动铁芯位移与轴向磁场力之间具体函数关系,利用MATLAB分析了关键结构参数对稳态保持力和瞬态换向力的影响,分析了两种控制线圈通电方案的差异,得到更为经济的换向方案,通过Ansoft Maxwell仿真验证了理论结果.     

基于ANSYS-PDS制动盘几何尺寸对频率影响的灵敏性分析

将制动盘主要几何尺寸与频率之间的关系作为研究对象,探索制动盘主要尺寸影响频率的灵敏度值。在ANSYS-PDS模块中,将制动盘的几何尺寸作为可靠性分析的随机输入参数,频率作为随机输出参数,用蒙特卡罗法进行概率分析,得出各几何参数对频率影响的灵敏度图,在灵敏度图中可以直观看出各设计参数对频率的影响程度。该分析结果为制动盘结构设计及优化提供了一定的参考。     

基于概率统计的磨削力研究

采用数理统计的方法对磨削弧区的粒子进行概率统计分析，在对单颗磨粒受力状态进行分析的基础上，建立了磨削力理论计算模型。通过试验研究对理论分析进行了验证，结果表明，试验结果与理论预测结果较为吻合，该计算模型能够准确预测磨削力。     

基于单片机的发动机过限保护器的研制

介绍了基于单片机控制的、针对发动机冷却水温过高、机油压力过低的过限保护器的研制过程,阐述了保护器的硬件组成部分以及软件实现的方法。通过实验,证明了该保护器的稳定性,并成功的将该保护器应用于实际生产中。     

基于齿轮箱结构的试验模态测试研究

现代机器多要求高速、高效、低耗能、轻型、低噪声和性能可靠。解决这些问题,离不开动态测试与分析,因而模态测试技术得到迅速发展和广泛应用。目前的发展趋势是把有限元方法和试验模态分析技术结合起来。     

基于Web的客户化定制系统研究

研究大规模定制环境下以客户需求为主线的定制过程 ,对基于Web的客户化定制系统进行功能需求分析 ,建立功能模型 ,对实现客户化定制的单元技术进行阐述 ,并在此基础上开发了一种客户化定制支持系统