辅助机械创新的对称性知识及其应用

对称性在机械产品中广泛存在并对机械功能与性能的实现起着重要作用.提出了机械对称性的多视角、多层次概念知识体系,构建广义设计需求和设计原理准则知识体系,挖掘出多种对称性应用关联知识,制定了基于上述知识的产品创新策略.建立了机械对称性实例知识的计算机表达模型,建设了包含3 000个实例的知识库、数据挖掘方法库和创新设计需求、原理、准则库的计算机辅助设计平台原型.最后,以发明风速匹配风力发电机为例,借助平台进行了对称性知识提炼和运用的成功实践.     

知识网格环境下客户协同产品创新知识共享研究

基于知识网格在整合知识资源方面的优势,分析了知识网格环境下客户协同产品创新知识共享的特征,提出了知识共享模型,并对其关键研究点进行了深入研究。通过提出"创意-问题-功能"模型实现创新主体非结构化创意知识的转化;创建产品创新知识共享概念本体并定义其上下位关系;在对知识共享概念本体按概念型、规则型和实例型划分的基础上,提出一种基于OWL的产品创新知识本体语义表示方法;建立了知识共享的访问机制和原型系统,并通过某型号手持电钻的产品创新设计验证了所提出模型与原型系统的有效性和可行性。     

基于仿真的油泵类产品的集成开发──(Ⅱ)性能仿真与装配仿真

对油泵类产品集成框架开发模式中的性能仿真和装配仿真进行了深入的讨论。在性能仿真模块中建立了油泵产品的物理模型和数学模型,并对仿真结果及影响油泵产品性能的因素进行了分析。在装配仿真中,分析了产品ｔｏｐ－ｄｏｗｎ的设计思路和装配模型演变过程。所开发的装配模型具有参数变异和特征变异的功能,实现装配中的静态干涉和动态干涉检查。     

虚拟产品开发环境下的产品创新设计

虚拟产品开发采用基于制造的仿真来优化产品和过程设计，为产品设计 和生产过程的优化提供了集成的建模和仿真环境，实现了一个的，共享的，网络化的，并行协作的产品开发环境，可以从根本上改变产品生命周期的传统串行模式。结合新型剑杆织机的开发，研究了基于虚拟产品开发的创新设计，包括集成开发环境建立，创新设计和制造仿真三部分，它提高了产品性能，可缩短新产品的开发周期，降低开发费用。     

基于仿真的油泵类产品的集成开发：（Ⅱ）性能仿真与装？…

对油泵类产品集成框架开发模式中的性能仿真和装配仿真进行了深入的讨论。在性能仿真模块中建立了油泵产品的物理模型和数学模型，并对仿真结果及影响油泵产品性能的因素进行了分析。在装配仿真中，分析了产品ｔｏｐ－ｄｏｗｎ的设计思路和装配模型演变过程。所开发的装配模型具有参数变异和特征变异的功能，实现装配中的静态干涉和动态干涉检查。     

基于Petri网的虚拟装配环境建模及其应用

通过分析虚拟装配环境的结构及性能,针对场景图数据结构在虚拟装配应用中的不足,定义了一种基于知识的层次对象时间Petri网,并用于建立虚拟装配环境的应用层模型。该模型以虚拟手的位姿作为输入,运行后输出具体的操作事件更新场景图,完成装配活动,以满足虚拟装配环境的实时和并发等动态性能要求,实现了虚拟装配大量离散事件的处理及装配意图的响应。给出了基于知识的层次对象时间Petri网的产品装配模型表达,不仅表达了产品结构及装配关系,同时记录零部件在装配过程中的方位及约束状态等动态信息,从而在虚拟装配环境中实现了装配与拆卸并存的实际装配活动。此外,还给出了由产品装配层次图生成的基于知识的层次对象时间Petri网装配模型的算法,说明了基于应用层模型的装配、拆卸操作以及装配过程仿真,开发了原型系统。     

基于VRML-OpenGL的装配可视化及其原型系统研究

为了解决航空发动机装配过程中存在的错装漏装等问题，在分析航空发动机特点的基础上．提出了一种指导航空发动机装配过程的装配可视化方案，将现实中的装配过程在计算机上仿真出来，实现了装配流程的可视化和装配工艺的电子化。使用VRML文件构成零件模型，用Open GL动画实现装配过程的仿真，实现了原型系统。     

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。     

知识驱动协同创新的产品开发模型

为提高产品创新能力,提出了知识驱动协同创新的产品创新理念,并构建了具有6层结构的产品创新开发系统模型,包括协同平台、开发过程链、产品创新设计、分析评价、智能再设计和知识资源层等。研究了知识驱动协同创新的创成和吸纳相集成的原理、再设计建议的智能化生成方法及其过程链流程组织策略。产品协同创新的创成和吸纳过程通过集成推理实现;创新的产品方案再设计建议通过分析和仿真方法生成;产品创新开发过程链采用基于知识管理的流程组织方法。应用实例表明,已开发的系统体现了模型的基本功能,具有可操作性和实用价值。     

基于ADAMS的虚拟样机技术实践

阐述了虚拟样机技术的概念,运用虚拟样机技术,可简化机械产品的设计开发过程,获得最优化和创新的设计产品。基于ADAMS软件,建立了一级减速器的虚拟样机模型,对其齿轮啮合进行了仿真分析,通过实例阐述了应用虚拟样机技术进行机构设计的过程。     

产品创新设计中基于本体理论的客户知识集成技术研究

为了支持产品创新设计过程的深入研究,针对客户知识在产品创新实践中的集成问题进行了研究.首先,根据产品创新活动的特点,建立了一种产品创新设计中的客户知识集成模型;其次,提出了基于"问题域-功能域"的客户知识转换方法,同时使用本体理论对客户知识进行建模,构建了包括客户创意、感性知识、客户需求、基本知识在内的客户知识概念本体树模型,实现了对客户知识的本体描述;随后,提出了用客户知识服务引擎来实现客户知识请求匹配的方法;最后,结合产品创新中客户知识集成系统的开发,对上述模型及方法进行了验让.     

基于仿真组件的数字样机运动模型构建与重用

为了提高产品仿真建模的效率并增强仿真模型的可重用性,提出了一种机械产品虚拟样机运动模型的构建方法。利用仿真组件表达产品机构的设计知识,描述了机构中与运动学相关的各种信息。建立了关键设计参数与产品CAD模型设计信息之间的相互映射关系,通过修改关键参数实现快速重用机构的运动仿真模型。采用数值算法对模型进行分析求解,获得产品机构中各零部件的各种运动行为数据,并在虚拟环境中进行了运动仿真展示其运动学行为。该方法在虚拟环境下机械产品性能评测中得到应用,并利用某型号汽车的转向和悬架系统进行了验证。通过仿真实例表明,该方法具有较好的实用性和扩展性。     

基于语义的组件化样机建模技术研究

提出了一种基于语义的组件化样机建模方法。基于仿真单元体建立仿真组件,组件间通过配置语义建立物理和行为上的连接关系,从而快速建立起联合仿真环境,并通过在该环境的仿真来分析辅助产品单元的设计。该方法提高了仿真模型的可重用性,简化了联合仿真环境的建模过程,有效地提高了产品单元的设计质量。     

面向复杂产品的可重构虚拟样机技术研究

针对复杂产品基于已有知识实现快速设计问题,对产品设计、分析仿真和协同优化过程中模型和知识的重用进行了深入分析,提出了支持新产品开发的可重构虚拟样机构建方法.通过对复杂产品虚拟样机技术分析,研究了可重构虚拟样机的构建过程和建模方法,建立了可重构虚拟样机的基本类图、活动图和映射关系图;在新产品设计过程中参数驱动可重构虚拟样机模型,实现新产品的快速设计和分析及优化.最后,以锤式破碎机主轴为例,实现了可重构虚拟样机的应用,证明了该技术对复杂产品的快速设计具有重要意义.     

基于DFFD的概念设计研究

概念设计在新产品开发中是十分重要的设计活动,不合适的概念设计将导致产品重新设计,延缓产品的发布。本文首先从心理学的角度对用户的概念需求加以描述,定义了概念演化过程的抽象、描述、演化、原型4个阶段,并建立了演化过程模型。接着将DFFD(DirectManipulationofFreeFormDeformation)的造型设计方法与概念设计演化相结合,将用户头脑中的抽象概念原型的描述,如概念名称、定义、属性等,直接映射为产品原型的描述,如模型约束、载荷等参数,借助DFFD的设计方法,帮助用户高效、可视化、互交的进行概念设计。最后用一个酒杯概念设计的例子介绍此方法的实际应用。     

产品概念创新设计中的知识获取

从产品设计的流程出发,介绍了产品概念设计过程中所需知识以及如何进行知识获取,并分析了系统中的知识管理技术.通过对概念设计过程中的创新思维和各类创新技法的思考,提出了一种基于知识工程的概念创新设计方法及实现其基本思想的系统框架,并阐述其具体的实现技术和方法.     

金属线材折弯虚拟仿真系统的设计与实现

针对金属线材产品种类多、结构复杂度高、加工过程动作多且易发生碰撞干涉等特点,研究金属线材产品建模和仿真加工技术,实现线材产品的加工仿真,以检查产品设计和机床加工动作的合理性,优化加工工艺。分析了折弯机械的运动控制和折弯工艺,推导出产品建模参数与样机运动参数的数学关系式。基于OpenGL API,使用分段建模的方法实现线材产品参数化三维建模;使用“嵌套矩阵法”和运动控制函数实现线材的加工仿真。虚拟仿真系统由产品建模模块和仿真加工模块组成,前者用于产品建模和三维模型显示,后者用于加工轨迹规划和加工动画演示。实验表明,仿真系统可以实现金属线材产品在线设计和加工工艺优化,能够加快产品设计和试加工过程。