基于广义参数化的集成产品设计研究

针对目前产品参数化设计可靠性差、一次成功率低的问题，提出了广义参数化集成产品设计的思想，研究了其基本原理、设计方法以及开发过程。采用全息建模、自顶向下的参数化建模方法，将知识集成于产品的信息模型中，阐述了以知识重用、柔性元结构为基础构建参数设置模块和驱动模块的过程，提出了工程图自动调整技术。结果表明：该快速柔性设计满足了集成产品全过程设计的需求，可以支持产品的设计周期。     

基于集成模型的产品快速设计系统研究

为了加快产品的设计周期,研究并提出了基于集成模型的产品快速设计方法.产品集成模型主要由产品功能原理模型、产品分析模型和产品结构模型3部分组成,分别描述产品方案设计、产品性能信息和结构信息,并通过数据和产品设计知识将这3个模型集成起来,形成产品集成模型,用于实现产品的快速设计.研究了基于集成模型的产品快速设计系统的框架.将该方法应用于混凝土搅拌站设计中,提高了混凝土搅拌站设计质量,缩短了混凝土搅拌站设计周期.     

虚拟企业中CIPE的研究与应用

为了降低虚拟企业的产品成本,在计算机集成产品工程（CIPE）哲理的指导下,结合CIMS工程的实践经验,对产品设计过程、产品结构和信息技术进行了研究,给出了虚拟企业中分布式设计的解决方案和CIPE的部分信息模型。     

设计与过程集成模型的研究

提出和研究了一种基于大批量定制生产原理的复杂产品的设计与过程的集成模型。通过设计与过程的集成模型说明了大批量定制生产的原理和方法，如产品设计和制造的并行，推迟定制点，扩展的相似性原理，粗结构表和粗生产计划等。深入地研究了设计与过程的集成模型的定义，表达形式和特点，最后对实际企业的案例进行了分析，表明该模型能有助于缩短产品生产周期和降低产品成本。     

面向对象的CAD／CAM集成技术的研究

将面向对象方法应用于ＣＡＤ／ＣＡＭ集成的研究，提出面向对象的ＣＡＤ／ＣＡＭ集成的思想和方法；利用面向对象方法建立够集成产品设计和制造信息的产品定义模型－面向对象的产品定义模型，集成表达零件的设计，工艺规划，数控编程等活动所需信息，在此基础上开发ＣＡＤ／ＣＡＭ集成系统。介绍利用该思想方法所开发的回转类零件ＣＡＤ／ＣＡＭ集成系统。     

产品并行设计技术研究

本文提出了基于集成产品信息模型，实现产品并行设计的体系结构。在产品设计过程中采用分阶段策略，基于知识对产品设计进行评价，及时指导产品设计，从而优化产品及其设计过程。     

板材折弯零件的面向制造设计

介绍并行工程的设计方法及其特征，初步探讨了实现的硬件，软件和网络环境，着重讨论了产品信息集成需要解决的几个关键技术，提出了并行工程的面向制造设计系统结构，总结了板材折弯柔性加工单元的制造规则，通过将这些规则引入产品设计过程，使产品设计和可制造性评估成为并行的活动，实现了面向制造设计的功能。     

基于产品数据管理系统的设计制造信息集成

分析了基于产品数据管理的设计制造系统的信息集成模式,以统一产品信息模型为基础设计了基于PDM的CAD和CAPP系统的集成框架,并对实现该框架所涉及的关键技术与实现方法进行了深入研究。介绍了结合具体应用对通过商业软件Teamcenter实现CAD和CAPP之间的设计制造信息集成所进行的实践,为异构应用系统之间的信息集成提供了一种方法。     

面向集成的特征建模技术研究

针对基于特征的设计与制造集成的产品建模要求,提出几何模型与工程属性数据分离,并通过指针、引用建立关联的模型结构.该模型将数据统一管理,零件属性信息以独立于模型的XML(可扩展标记语言)文件形式保存.不同阶段所需信息通过XML文件进行传输.几何模型数据来源于特征库中的特征和用户自定义特征,以及人工输入的工程信息.在统一的产品模型数据源下,建立包含产品设计与制造信息的集成模型,为实现CAD/CAM集成提供数据.     

产品与过程集成开发机制研究

阐述了集成产品和过程开发是高效的工程产品开发过程。针对复杂工程产品开发的特点，从系统工程理论出发，建立了面向全生命周期的集成产品与过程开发的集成模型，集成模型是构成IPPD框架的基本单元。从微观和宏观2个角度分析了产品与过程的集成机制：产品与过程的集成表现为集成模型中产品数据与过程数据的集成，以及将横向开发层次与纵向产品结构结合起来，形成整个开发流程的集成。     

基于水平集方法的产品异构模型融合研究*

复杂产品设计往往涉及多个CAD/CAE系统,不同系统在几何模型构建、表达和存储等方面存在异构性,导致系统间数据和信息难以融合集成,降低了复杂产品的设计与开发效率。为了实现异构CAD/CAE模型语义信息和几何特征的融合,提出基于水平集方法的产品异构模型融合方法。构建了基于模型距离场的体素化模型,给出了体素化模型的可视表达方法,建立了距离场交、差和并集操作函数与产品造型特征复制、提取和识别的映射关系,建立了构造速度场操作函数和形位误差信息、高级语义信息和局部特征信息融合的映射关系,实现了产品异构模型的信息融合。通过复杂汽轮机叶片模型形位误差和高级语义信息融合试验,证明了方法在异构CAD/CAE系统信息集成方面的有效性和实用性。     

Research of design and analysis integrated information modeling framework for multibody mechanical system: with its application in the LHD design

Many complex mechanical products can be considered as multibody systems; 3D computer-aided design (CAD), multibody dynamics, finite element-based strength and fatigue analyses, optimization, and other CAE tools, are often used to develop this kind of product. But design is difficult and challenging because of information inconsistence among different engineering domains, and isolated information model islands exist. Lots of research are attracted to design and analysis information integration, but attentions are mainly focused on integration of CAD–finite element analysis (FEA), supporting the bottom-up design principle, while multibody dynamics analysis for analyzing global performance of a mechanical system is rarely considered, which follows the top-down design principle. In this paper, a novel multilevel system representation modeling framework for supporting both bottom-up and top-down or mixed design methods is proposed. It can integrate the product design CAD models with multibody dynamics, finite element-based strength and fatigue analyses, realizing a CAD–dynamic–FEA–fatigue analysis integration. It can also support data exchange and transfer in multidomain analyses. The framework is illustrated with a case study of a load haul dump (LHD) design using currently available software tools. Furthermore, a design case study of the working unit of the LHD is given to highlight the applicability of the modeling framework for multibody mechanical systems. It has been demonstrated that the framework can describe information exchanging and integration among CAD, FEA-based strength and fatigue analyses, and multibody dynamics analysis during a multibody mechanical product design process.     

基于RE／CAD／CAE集成的注塑件协同制造系统研究

目前注塑产品开发趋于多样化,许多注塑产品的设计来源于既有的实物。本文提出了基于ＲＥ／ＣＡＤ／ＣＡＥ集成的协同制造系统,通过反向工程技术获取数据,ＣＡＤ用于实体造型,通过ＣＡＥ软件进行的塑件和注塑模分析。集成系统可以缩短产品的开发周期,降低设计成本,提高企业的市场竞争力。     

现代产品设计技术及其发展

通过对产品功能需求的发展，产品设计特点和设计方法学的分析入手，论述了设计问题的建模、CAD技术、CAE技术，集成设计技术，协同设计技术和创新设计技术的发展和现状，从而总结出现代产品设计技术的发展趋势。     

支持客车车身设计平台工程数据库系统研究

构建基于Web的车身产品数据管理系统的总体结构。在数据库SQLServer的支持下,完成了系统中的主要功能模块,实现了车身开发的CAD/CAE的信息集成。实际应用表明,该系统能有效地管理车身开发中的产品数据,快速实现车身产品开发。     

广义模块化设计及报价系统通用平台的构建及其应用

针对广义模块化设计理论,提出满足多种产品模块化设计要求的通用平台的概念,利用模块化实施过程中的共性与个性分离的开发原理,构建出平台的体系结构.涉及到的关键技术主要包括:多软件子系统间的集成、产品及模块的编码、统一信息模型的建立.在此通用平台上,以液压机产品为例,将其进行广义模块化的产品族和模块规划,建立产品的信息模型,实现产品的参数化、变量化设计,并达成CAMD/CAE/CAP集成,从而实现液压机产品的快速设计及报价.     

Design and manufacturing interface modelling for manufacturing processes selection and knowledge synthesis in design

The research results presented in this paper are related to the specification of a method and models that tackle the problem of manufacturing processes selection and the integration, as soon as possible, of their constraints in the product modelling (i.e. information synthesis). This method is based on a skin and skeleton design/manufacturing interface model that ensures connection between design and manufacturing information. The use of these features is justified by their capacity to make a product representation which allows integration of both design and manufacture data and therefore assists the product breakdown definition (including the 3D forms) by least commitment. This method first analyses the product data issued from functional analysis and component selection (form, roughness, tolerance interval, etc.). Then, it deals with manufacturing information (manufacturing processes constraints). The approach is formalised with IDEF and UML models and has been consolidated with software developments based on C++ and open CASCADE technologies.     

基于Nastran的门式起重机专用有限元系统开发

建立门式起重机专用有限元分析系统,在整机性能参数的统一控制下完成总体布局、载荷计算组合加载、稳定性计算、强度计算和疲劳计算、及铰轴校核计算等过程,并对设计结果进行计算机评价,结合运用数据库等,自动生成并保存产品的计算书。这些过程基于对门式起重机设计时CAD/CAE信息空间进行分析,构造出整机的CAE信息模型,为设计过程中的信息交换、数据共享提供支持。     

基于数字功能样机技术的精密卧式加工中心有限元优化设计方法研究

在阐述数字功能样机技术的内涵与实现流程的基础上，提出一种面向机床行业的数字化产品开发中的CAE技术应用方法。针对机床产品结构动力学分析与优化设计的需要，进行了某型号精密卧式加工中心数字化性能与优化设计的分析计算。结果表明，在数字化产品设计初期引入CAE技术对于减少设计错误、缩短设计周期、提高产品设计质量具有重要的作用。     

三维CAD/CAE一体化的参数化动态有限元建模

提出了一种基于CAD参数化技术与CAD／CAE一体化技术的参数化动态有限元建模方法，该方法解决了三维实体有限元建模中几何模型的描述与驱动、参数联动、模型自动更新等一系列问题，为先进的参数化有限元分析与优化设计提供了关键技术基础；阐述了三维参数化动态有限元建模方法中的若干关键技术，包括具有典型意义的基于AutoCAD／MDT二次开发环境ObjectARX的CAD／CAE集成方法、复杂三维组合曲面网格全自动生成算法、复杂三维实体的四面体网格全自动生成算法、面向对象的有限元模型描述方法，以及有限元模型的参数驱动方法等；建立了一个三维参数化形状优化设计应用原型系统。