基于混合镜组模型的变焦镜头设计

为了优化变焦镜头的设计过程,本文提出了基于混合镜组模型的变焦镜头设计方法,包括近轴设计,镜组模型确定以及基于混合镜组模型的像差设计。近轴设计阶段采用了高斯括号和矩阵光学,可以很方便地构建镜组间隔和镜组焦距之间的关系。镜组模型确定阶段是根据现有镜头专利训练了一个镜组分类模型,它可以根据镜组近轴数据将镜组分为薄透镜模型或者厚透镜模型。像差设计阶段综合了薄镜组模型像差设计和厚镜组模型像差设计。镜组分类模型成功地将80%以上的镜组进行了分类。最后采用基于混合镜组模型设计方法设计了一个物方远心的变焦镜头。结果表明,该镜头具有良好的设计初值,基于混合镜组模型的变焦镜头设计方法能减少像差变量数量,准确、方便地完成像差设计。     

面向自顶向下设计的装配模型研究

装配模型是支持数字化产品设计和制造的重要基础。设计人员通过装配建模表达产品的功能形状和设计师的设计意图。本文针对自顶向下设计模式对装配模型的特殊要求 ,提出一种面向自顶向下设计的装配模型 ,支持产品设计过程中的多种设计活动。给出了模型的维护方法 ,为自顶向下的装配设计提供了安全的数据支持。该模型为产品装配的自顶向下设计提供了良好的模型基础。     

基于CATIA的蝶阀产品关联设计技术

关联设计技术是以参数化设计技术为基础,把单个模型的参数化设计上升到模型与模型之间的参数或几何元素的驱动关联关系,着重强调产品模型内部各个零部件之间的关联,进而实现产品的关联设计。通过对蝶阀产品的结构分析,划分出了蝶阀产品关联设计模型体系,并以蝶阀阀体模型设计为例,证实了关联设计技术在蝶阀产品设计中的可行性。     

面向可拆卸设计的拆卸模型变更响应性能研究

可拆卸设计是绿色设计的关键技术,拆卸模型是可拆卸设计的基础。产品可拆卸设计过程中,需要根据可拆卸性评价的反馈信息不断改进产品结构以提高产品的可拆卸性能,因此,面向可拆卸设计的拆卸模型应该具有较好的重建和变更响应能力。整理和研究了国内外拆卸建模方面的研究成果,以某手电筒为例,构建了手电筒的无向图、有向图、AND/ON图和Petri网等典型的拆卸模型,根据DFD设计准则对手电筒进行了改进设计,并分析了可拆卸设计中这些典型拆卸模型的变更响应性能,结果表明,无向图模型的变更响应能力较为优秀,因此无向图及其派生模型可作为可拆卸设计的拆卸模型,该研究为拆卸模型的进一步发展提供了方向。     

基于凸壳+橡皮筋模拟的2D布局设计方法

产品布局设计抽象成凸壳+橡皮筋模拟布局模式,建立出布局优化模型是一个创新的物理学设计方法。从面向对象的程序设计方法阐述2D布局设计的凸壳+橡皮筋模型的设计的关键技术问题和数字化设计方法,即基于凸壳+橡皮筋模拟布局模型的布局模型设计框架,论述面向对象的类模型建立、凸壳和橡皮筋的生成以及基于时间节拍的橡皮筋模拟设计等设计方法,解决了模型数字化设计的关键技术内容,为凸壳+橡皮筋模拟的紧凑布局优化模型的数字化设计提供了可行的解决方法。     

面向CAD/CAE集成的带式输送机变型设计

针对带式输送机传统设计过程中存在的问题,提出了面向CAD和CAE模型集成的带式输送机变型设计技术,在CATIA软件和Ansys软件中分别建立带式输送机CAD模型和CAE模型,并将设计规则嵌入到模型中,运用数据库技术将CAD模型和CAE模型进行集成,通过编程语言开发了带式输送机变型设计系统,实现了带式输送机结构和尺寸上的变型设计,极大地缩短了开发周期。     

产品设计过程结构分析与优化

分析了产品设计的层次化过程,对设计建模之后的设计因素进行层次化构造,建立了设计过程结构规划控制模型。提出了节点、层次化概念和设计过程的层次结构,并应用一个基本的液压系统设计过程说明结构模型,提出了设计过程结构模型的构建方法。应用一个算例验证了结构模型构建方法的可行性。     

机械设计的分布式构模方法

提出了一个设计问题的分布式构模方法 ,该方法将一个设计问题分解成一系列学科子问题 ,不同领域的专家分别构建各自领域的设计问题模型 ,这些分布式模型通过网络连接可以形成一个集成的协同设计系统。介绍了设计模型的定义、设计模型之间产品信息的交互以及设计模型在网上的实现。最后给出了一个齿轮箱设计问题分布式构模实例 ,显示了分布式构模方法不仅可以实现各领域专家的知识和经验的共享 ,同时可以使一个复杂的设计问题通过分布式模块协同完成。     

灌装输送线设计技术与系统

针对灌装输送线的设计过程的需要,建立了支持设计的输送线集成产品模型。该模型能够提供产品布局设计和结构设计阶段所需的多种模型,并为运动设计提供信息,支持输送线自上而下、逐渐求精的设计过程和并行产品设计过程。基于SolidWorks平台,开发了基于此模型的输送线设计系统。     

偏心渐开线齿轮传动的微分模型

偏心渐开线齿轮传动设计的纯滚动模型、等转角模型和等分模型存在模型误差。依据偏心渐开线齿轮传动 的几何关系,建立了偏心渐开线齿轮传动的微分方程,提出了偏心渐开线齿轮传动设计的微分模型。分析了偏心 率与最大传动比的关系,对一些设计和分析参数进行了多项式拟合。运用拟合公式可以快速准确地完成分析和设 计,简化了设计和计算过程。微分模型没有模型误差,微分方程的求解存在舍入误差。     

内六角圆柱头螺钉参数化的实现及应用

主要介绍如何在Pro／E下实现内六角圆柱头螺钉的参数化设计及在其它软件中的分析应用,通过参数来控制模型尺寸,完成参数化设计后使用族表来实现模型设计的标准化和系列化。族表完成后,进入该零件只需选择族表中对应的任一数据,则得到该数据下的零件模型,而不需重新根据尺寸构建模型。     

深沟球轴承参数化设计

本文主要介绍如何在Pro/E下实现深沟球轴承参数化设计,找出控制深沟球轴承的主要参数,对模型结构尺寸通过尺寸和参数间的关系进行控制,通过在程序中进行修改,最终完成深沟球轴承参数化,当用户对参数进行修改,通过再生操作即可获得新参数下的实体模型。参数化设计方便快捷,适用于结构形状定型的产品。     

多孔式液压缓冲器仿真与优化设计

建立了多孔式液压缓冲器的数值仿真模型,分析了部分主要参数对缓冲特性的影响,并以此为依据,对关键构造进行优化。选择节流孔的孔径和孔间距参数作为设计变量,实际缓冲效率与理想值的差作为目标函数,采用粒子群算法作为优化方法,经过一系列寻优迭代,找到相对合适的参数组合,提高了缓冲性能,优化后的缓冲器具有缓冲力峰值低、缓冲效率高、吸能量大等特点。     

基于全局敏感性分析和Kriging代理模型的汽车乘员约束系统多参数优化研究

针对汽车碰撞乘员约束系统优化设计中多参数与高度非线性的问题,提出了基于Kriging模型的设计参数全局敏感性分析方法,通过计算各设计参数对系统响应方差的贡献来评估各参数的敏感性。在此基础上,选取对响应影响大的设计参数作为优化变量,运用多岛遗传算法进行优化求解。优化结果表明,人体综合损伤WIC值相比初始设计值降低11.9%。研究结果为实际工程设计提供了参考。     

汽车前轮定位参数运动特性分析及优化设计

以多刚体系统动力学理论为基础,利用软件ADAMS建立某型车多体动力学参数化仿真模型。通过改变结构参数、载荷等参数数值,分析前轮定位参数在不同工作状态下的运动特性。最后,以车轮跳动过程中车轮摆角最小、汽车行驶过程中前轮外倾角值接近0°为优化目标对前轮定位参数进行了设计研究。设计结果表明:该设计方法优于传统的经验公式设计方法。     

汽车前轮定位参数运动特性分析及优化设计

以多刚体系统动力学理论为基础,利用软件ADAMS建立某型车多体动力学参数化仿真模型。通过改变结构参数、载荷等参数数值,分析前轮定位参数在不同工作状态下的运动特性。最后,以车轮跳动过程中车轮摆角最小、汽车行驶过程中前轮外倾角值接近0°为优化目标对前轮定位参数进行了设计研究。设计结果表明：该设计方法优于传统的经验公式设计方法。     

基于RBF代理模型的袋式除尘器清灰性能优化设计

针对袋式除尘器清灰系统性能优化设计中非线性和多参数耦合的问题,提出基于RBF代理模型的袋式除尘器清灰性能优化方法。以数值模拟为基础获取优化目标响应值。采用拉丁超立方试验设计控制清灰参数的设计空间,根据得到的试验数据建立清灰参数与响应值之间的RBF代理模型,并在此基础上采用遗传算法进行优化,得到距袋底1m处侧壁压力峰值最大的清灰参数组合。优化结果表明:距袋底1m处侧壁压力峰值由1.099kPa上升至2.294kPa,实现了对清灰性能的优化设计。     

剪叉式液压升降台的优化设计

剪叉式液压升降台具有较好的稳定性及较高的承载力,这与其特有的剪叉式结构是分不开的,此外其还具有噪声小、行程大和安装空间小等诸多优点,已被广泛应用于生产和生活当中。本文在对剪叉式液压升降台结构分析的基础上,对其进行了受力分析,并构建了力学模型。以液压缸最大推力为目标,寻求到影响其大小的关键参数。利用 ADAMS 的仿真分析,以关键参数为设计变量进行了优化设计。研究结果不仅为本文涉及的升降机构提供了理论设计依据,还具有较大的实际研究意义和工程使用价值。     

后掠式叶片气动外形优化设计

后掠式叶片具有载荷自适应性，提出了一种以自然样条曲线为后掠曲线，以扭角为优化参数的后掠式叶片优化设计方法。以直叶片模型为设计起点，通过Profili软件获得叶片的截面数据并计算叶片翼型在不同攻角下的升力系数与阻力系数，以叶片功率系数最大以及叶片根部载荷最小为优化目标，采用遗传算法对叶片进行优化设计。根据优化结果获得的参数，建立后掠式叶片三维模型，在ANSYS Workbench中建立流场模型进行仿真分析得到叶片模型的压力分布情况。结果表明，通过对扭角、后掠值进行优化，后掠叶片模型对比直叶片模型其受到的载荷有所减小，优化设计方法可以用于指导后掠叶片的设计。     

二级直齿轮行星减速器优化设计研究

通过对二级直齿轮行星减速器设计参数的分析,建立了以体积最小为目标要求的优化设计模型,运用混合离散变量优化设计方法获得了最优解,具有重要的实用价值。