概念设计中的三维公差与结构同步设计研究

为支持产品概念设计的多结构方案优选和成本优化,提出了在概念设计阶段进行公差设计的思想。给出了指导概念结构设计的生长型设计过程模型,应用旋量对功能表面间的几何约束进行分析;在公差表示模型的基础上,自动选择基准框架,生成三维公差链并进行设计计算;开发了相应的软件系统支持设计过程。应用实例表明,公差与结构同步设计能有效地减少设计方案的反复修改,提高了设计的效率和质量,对CAD/CAM集成具有重要意义。     

一种人机特征驱动的驾驶空间布局设计方法

为了强调在概念设计阶段就考虑人机方面的需求,提出了人机特征驱动的产品设计方法,并以汽车驾驶空间布局设计为例进行具体研究.通过引入人机约束概念,建立人机约束模型,并以此为基础选择合适的人机特征评价模型和优化设计方案.在汽车空间布局设计实例中,以关节舒适度作为人机特征,基于实验建立了人机变量与设计参数的关系,完成了人机特征驱动的驾驶空间布局设计模型和系统,并实现了汽车布局设计方案的自动生成,最后对该方法进行了验证.     

产品创新概念设计集成过程模型应用研究

通过集成不同的设计方法,如发明问题冲突解决理论、约束理论(Theory of constraints, TOC)、未预见发现(Unexpected discovery, UXD)、类比设计(Analogy-based design, ABD)等,建立一种产品创新概念设计集成过程模型,并分析产品需求。利用约束设计理论与发明问题解决理论(Theory of inventive problem solving,TRIZ)方法相结合来发现、确定并解决产品冲突;再利用类比设计将获得的UXD结果作用于驱动跨领域知识创新构想产生,进而确定领域内的产品冲突,获得了系统原理解或产品创新方案。以水力旋流器为例对该集成过程模型进行应用研究,提高了产品创新设计效率。     

多学科协同设计的约束网络模型研究

通过对多学科协同设计中约束特点的分析，提出了一种对产品进行多学科协同设计的约束网络模型，该模型从产品的组成和设计过程两方面多层次地将产品的各学科子模型关联起来。能够有效地支持产品多学科协同设计过程。给出了约束网络模型的表达方法，并以汽车离合器为例进行了实例分析。     

考虑客户需求偏好的产品创新概念设计方案生成

为提升方案生成的准确性和客户满意度,针对传统的产品创新概念设计方案生成过程未充分考虑终端客户需求偏好的问题,提出考虑客户需求偏好的产品创新概念设计方案生成新方法。该方法运用Kano模型实现对产品创新设计各功能属性的需求偏好分类;将形态学分析的适用范围拓展到概念层,展开产品创新概念设计方案原理解的组合性分析;建立以客户需求偏好满足度、产品创新成本和产品创新度为目标的三目标优化模型,并采用改进的快速非支配排序遗传算法对该优化模型求解,得到一系列基于Pareto解集的最优产品创新概念设计方案。以电冰箱产品创新概念设计方案生成为例,验证了所提方法的可行性和有效性。     

逆向工程中基于几何约束的汽车零部件模型重建

结合汽车变速籀、发动机零部件的精密测量和数字建模，考虑零部件实物模型中的隐含约束关系，提出了基于几何约束的模型重建和优化求解方法。该方法把约束按照优先等级顺序添加到约束图中，应用自由度分析法建立协调的约束系统，把复杂约束问题分解为约束子问题进行求解。将该方法应用于变速箱零部件模型重建中，所得到的几何模型较好地反映了原始设计意图，满足产品装配精度要求。     

需求群体驱动下的产品主色设计决策模型研究

为了增强产品色彩设计,特别是产品主色选择过程中的客观性和科学性,进而提高产品概念设计的效率,提出了需求群体驱动下的产品主色决策方法和模型。该方法首先分析了产品色彩设计及色彩设计决策的特点,建立了需求群体驱动下的产品主色设计决策模型框架,并深入研究了其算法机制和相关支持技术。最后利用对某款特种汽车的色彩设计过程,对主色决策方法进行了说明和验证。     

支持概念设计的分布式协同设计环境的研究

一个复杂产品的概念设计往往需要多学科领域专家之间的协同。基于黑板模型 ,本文提出了一个分布式模块化协同设计框架结构。首先分别介绍了支持该框架结构的几个关键技术 ,即产品信息共享模型、设计问题的分布式构模方法以及基于约束的冲突检测方法。然后利用这些框架支持技术以及网络使能技术开发了一个分布式模块化协同设计环境 DCMDE,能有效地支持不同地理位置、不同学科的设计人员进行机械产品的协同概念设计。一个齿轮箱协同方案设计实例显示了系统的有效性     

基于分位数数学模型的参数设计新方法

参数设计是产品健壮设计中的重要阶段.为了减少产品的质量波动,提高产品质量的抗干扰能力,在同时考虑设计目标健壮性和设计约束健壮性的基础上,提出了新的基于分位数的参数设计优化模型,并采用理想点法和基于最大可能点的分位数求解算法,构成了该模型的求解框架,保证了该模型求解的效率和灵活性.通过汽车离合器膜片弹簧的参数设计实例,验证了该方法的有效性和实用性.     

基于SolidWorks的截面草图曲线约束优化技术研究

二维截面曲线重建与正向设计技术相结合是实现复杂外形产品CAD模型重建的重要方法。针对该问题提出了基于SolidWorks软件草图的二维截面曲线约束优化技术,并对截面草图曲线的拟合表达、约束表达和约束优化模型的建立及其求解等关键技术进行了深入研究。应用实例表明,基于SolidWorks的截面草图曲线约束优化方法可以得到在满足约束条件下的数据点列最优逼近曲线,基于该优化曲线可以高效、准确地构建出复杂外形产品的曲面模型。     

计算机辅助概念设计研究现状和发展趋势

指出产品概念设计包含设计功能、原理、形状、布局和结构设计等内容,阐明计算机辅助概念设计的内涵。从工程设计、工业设计、人工智能和新技术４个角度探讨目前国内外该领域的研究发展现状,结合现代产品设计模式的发展方向,指出ＣＡＣＤ以设计创新和建模技术为核心的六大关键技术,以及ＣＡＣＤ的发展趋势。     

现代设计方法在工业洗衣机模糊控制系统中的应用

这里以工业洗衣机模糊控制系统的研制为实例，分析了现代设计方法中的几种主要方法如创新设计、并行设计、虚拟设计、智能设计、可靠性设计、安全设计等在工业洗衣机模糊控制系统研制中的应用及作用。采用现代设计方法设计的工业洗衣机模糊控制系统各项性能均达到设计要求，超过国家相关标准。     

机械运动方案相似设计研究

概念设计是产品开发过程中的决定性阶段 ,机械运动方案设计是机械产品概念设计的关键内容。本文提出了机械运动方案相似设计理论和方法 ,并对构造相似元、计算相似度、实例再设计等关键技术进行了研究 ,给出了相应的解决方法     

Design justification of manufacturing systems—a review

The development of design systems which ensure economic feasibility has been the focus of recent research in the manufacturing area. Traditional design and justification approaches have been cited as having shortcomings; thus, there have been a variety of modifications and enhancements developed. An approach that is conceptually different from the traditional approaches seeks the integration of the economic analysis within the design process. We denote this approach as thedesign justification method. This paper reviews literature related to the explicit and implicit integration of economic factors in the manufacturing system design process, followed by supporting issues for the implementation of the design justification concept.     

绿色设计的体系结构及实施策略

绿色设计是一种全新的设计理念,是设计方法和设计工具的有效集成。在分析绿色设计产生背景的基础上,给出了绿色设计的概念与特点;并针对目前缺乏系统性、可操作性的绿色设计理论和工具的现状,提出了绿色设计体系结构和各模块的设计模型;最后,讨论了绿色设计的实施策略、方法,以及在我国开展绿色设计研究的重要性和必要性。     

基于模块化的概念设计模型的研究

从实现计算机辅助概念设计的目的出发,建立产品概念设计模型和动态需求的概念,同时把模块化设计方法引入到概念设计领域。该模型在设计过程中分为三层:用户层、功能层和结构层。通过层次分析,完成从用户需求到产品功能结构、产品模块结构的映射,这使复杂的设计任务转化为许多简单、基本的设计任务,从而达到满足用户要求、提高产品质量,缩短产品开发时间。     

生长型设计中公差进化设计方法研究

为实现生长型设计中尺寸链及形位公差项目的自动生成,在产品结构设计自动化技术基础上,研究生长型设计中公差进化设计的策略与原则。指出生长型设计中紧随结构的自顶向下、不断进化,公差进化设计模型也呈现为一种层次式结构;同时由于功能表面及其名义特征所具有的承载功能及几何信息的特点,可作为公差进化演绎的单元载体;在此基础上建立公差进化设计的基本过程模型。提出产品结构进化设计中,构建基于功能表面的装配网络以及基于名义特征的约束网络的双层装配约束网络的基本方法,给出辅助公差进化设计的公差断言;在此基础上,给出基于双层装配约束网络及公差断言的尺寸链及形位公差进化设计的基本过程。以活塞精镗销孔夹具的公差设计为例,说明所提出的公差进化设计方法在生长型设计中的成功应用。     

产品设计中系统设计思想培养的研究与实践

从高等学校工业设计教育教学和实践创新的角度出发,针对如何培养工业设计专业人才具备系统设计思想的问题,分析了产品设计中系统设计思想培养的必要性。阐述了培养过程和具体方法,并通过设计实例说明系统设计思想的运用,为提高工业设计专业学生的设计创新能力,提供了一种有效的教学方法。     

直齿圆柱齿轮传动摩擦学设计模型的构建

齿轮传动是最重要的机械传动形式之一。传统的齿轮传动强度设汁方法没有考虑润滑要求,而润滑设计又不能兼顾强度需要。以赫兹理论和弹流润滑理论为基础,建立了直齿圆柱齿轮传动的摩擦学设计模型,基于此模型对齿轮传动进行设计,对提高其使用寿命具有重要意义。