广义机械系统概念设计模型与关键问题

研究了概念设计过程的发展，归纳出瀑布模型、原型模型和喷泉模型三种模型，并提出了平面螺纹模型。为便于计算机实现，提出了设计方案生成的空间螺旋模型。详细讨论了概念设计的设计要求、初始方案生成等 关键问题，强调设计要求分析要注意功能的条件性和主次性关系。与以往功能分解作功能匹配呈明显先后顺序，相互割裂不同，提出了功能分解与功能匹配是呈螺旋上升交替进行的观点。最后通过油田修井机系统设计实例，对广义机械系统概念设计的上述观点和模型做了进一步阐述和验证。     

机械系统概念设计专家系统CAD及应用

根据CAD在机械产品概念设计中的不足,介绍了专家系统CAD的组成,提出了机械产品概念设计方案求解过程的框架模型,最后给出了机械产品概念设计各项设计内容相关的专家系统的应用和方法。     

机械系统计算机辅助概念设计(CACD)中的人工智能

分析了机械系统概念设计的特点 ,从对机械系统计算机辅助概念设计 (简称CACD)过程中信息流、反馈以及设计者的作用的分析 ,介绍了人中智能的作用。人工智能可以将计算机结果中包含的更多知识编入计算机程序 ,并反馈回去 ,从而改善处理过程。     

超声切割铝蜂窝试验研究

超声切割技术作为快速发展的加工工艺,越来越广泛地应用于复合材料的加工,尤其是以纸蜂窝材料为代表的弱刚度复合材料。开展了超声切割铝蜂窝试验研究,通过分析不同振幅、不同进给速度下的切割力、超声切割后蜂窝工件的宏观和微观形貌,验证了超声切割铝蜂窝的可行性和优势。试验结果显示,超声切割后蜂窝宏观结构无明显破坏,无明显毛刺毛边产生,提高超声振幅和进给速度可以改善蜂窝切割后微观表面形貌;刀具的超声振动可以显著减小切割力,且在相同进给速度下随着超声振幅的提高,切割力变小;在相同超声振幅下随着进给速度的提高,切割力变大,但变化幅度较小。通过对超声切割铝蜂窝过程的受力分析,讨论了超声振幅、进给速度的变化对切割力的影响规律,并与试验结果进行对比,从理论上分析了造成超声切割力规律性变化的内在原因。     

可变功能机械系统概念设计的相似模型构建研究

针对可变功能机械系统间的相似性问题,对机械系统功能、行为和结构在时间和空间上的联系,相似性的表达形式以及相似度量模型等问题进行了研究,建立了系统概念设计模型框架,提出了一种将"功能-行为-结构(FBS)"模型与相似理论结合的方法,定义了功能序结构和行为序结构,并对两者的组成关系进行了分析,得出了用于机械系统概念设计的相似表达模型,阐述了模型构建的具体步骤。研究结果表明,实例模型的构建符合设计认知过程,对相似性进行了可靠地描述,并实现了对各设计层相似度的衡量,验证了该方法的可行性。     

基于概念设计自动化平台DARFAD的滚字夹具设计

介绍了概念设计在设计自动化技术方面的典型例子——组合夹具设计,介绍了DARFAD系统中软件体系结构和软件设计流程：最后以滚字夹具设计实例,说明概念设计在实际生产中的应用。     

机械系统概念设计方案评价方法研究

机械系统概念设计方案评价是概念设计中重要的一步,决定着概念设计的成败.概念设计方案评价既有定性指标存在,又有定量指标存在,是一个典型的半结构型的问题,很难从中选出一个最优方案.因此,本文提出了基于工程模糊集理论的评价模型.首先对概念设计方案评价的指标体系进行了层次分析,以指标体系为依据划分了若干个评价单元.将方案系统的整体评价问题转换为一系列基本单元的评价和基本评价单元的综合问题,其次结合工程模糊集理论、模糊识别理论建立方案评价的模糊多级识别模型,通过模糊识别给出了概念设计方案对各个给定级别的相对隶属度矩阵,以此作为方案排序的依据.实践表明,本文所提出的评价方法,符合概念设计评价的特点,是非常有效的评价方法,具有很好的应用前景.     

概念设计自动化系统的演进过程建模

通过对典型多Agent系统问题中基于事件驱动、约束触发和Agent自主决策的过程演进机理的分析,建立了一个基于Petri网的多Agent系统演进过程模型。进一步对产品概念设计的演进过程进行分析,描述产品概念设计自动化系统的演进过程,以支持基于多Agent系统的产品概念设计自动化系统的建立。     

自动化概念设计中机构功能的识别

对机构功能的计算机识别方式进行了研究和探讨,提出将机构功能划分为运动功能和功能质量两大部分,运动功能反映机构的运动特性,通过输入和输出构件的运动形式、运动轴线、运动方向和运动速率四个属性项目中的属性值对其进行全面描述,具有唯一性,是自动化概念设计中计算机推理的依据。功能质量反映机构的工作特性,是机构的一个属性值,用人类自然语言描述,在自动化概念设计中作为人类决策的依据。这机构功能的表达方式,计算机能够识别,而且符合人类设计思维,较好地解决了机械产品自动化概念设计中,机构功能难以识别的瓶颈问题。     

机电产品概念设计支持系统的研究

针对机电产品的ＣＡＤ应用现状,指出产品概念设计是实施并行工程,虚拟产品开发和产品设计自动化的瓶颈。获得密集的领域专门知识及信息,正确描述特征信息间的复杂耦合关系并解决设计回溯,产品概念设计基本上可以决定产品设计的成败或优劣。基于领域专门知识及设计经验给出天线座产品概念设计支持系统的模型,并以叉架立轴式天线为例,较具体地描述其概念设计流程、特征提取,结构型式及拓扑结构,设计回溯和信息支持网络环境。     

CONCEPTUAL MECHANICAL DESIGN METHOD BASED ON QUALITATIVE SIMULATION

A model for conceptual design of mechanical devices is studied based on qualitative simulation. In this model, the desired functions are expressed by state-transit-diagrams(ST-diagrams) and design space is represented by qualitative-state-curves(QS-curves). The first design idea, called seeds idea, is proposed by the designer and then is abstracted into QS-curves. The qualitative simulation is implemented based on the QS-curves. By changing the motion of acting parts, the connection of parts and the motion of driving part, new design ideas are generated. With this model, a series of new design ideas derived from the seeds idea can be achieved.     

机械传动概念设计解与动态性能分析集成建模

基于可扩展单元线性图(Extensible elementary linear graph,EELG)的改进模型,通过增设两个运动特征定义弧,用来描述机械传动组件,以得到包含运动学与动力学信息的拓扑矩阵以及运动特征矢量,实现机械传动概念设计解与动态性能分析的集成.其中拓扑矩阵自动生成系统动力学方程并求解,完成定量分析,而运动特征矢量则是对传动功能进行定性分析.在该模型基础上,构建机械传动功能原理解知识库,通过智能化求解模型,产生满足设计需求的多个原理解,并且自动仿真原理解的动态性能,为设计者优化选取设计方案、配置组件的类型及设定关键参数提供依据.     

DEFICIENT INFORMATION MODELING OF MECHANICAL PRODUCTS FOR CONCEPTUAL SHAPE DESIGN

0 INTRODUCTIONThe importance of conceptual design is obvious in the product development process, and computer-aided conceptual design has become a major hotspot in the design field[1]. One predominant field of conceptual design is shape concept generation that has generally remained hard to formalize and systematize. The conventional CAD systems were not developed for this particular task[2].*Conventional geometric modeling techniques depend on purely mathematical representation to descr…     

AUTOMATIC APPROACH TO PRODUCT CONCEPTUAL DESIGN BASED ON CONSTRAINT NETWORK

Product design is considered as the constraint satisfaction problem (CSP), and a new design approach basedon constraint network is proposed and applied to make design automatic partially. By means of constraint extraction, constraint network construction and operation, constraint chains are acquired, and then the conceptual design scheme can be got by decoding the information stored in the design constraint chains, which provides a novelty method for mechanical product design automation. Shearing mechanism of shearing machine has been designed by this way.     

具有迭代特征的复杂机械产品概念设计模型

针对机械产品概念设计的复杂性,提出一种基于迭代的功能－行为－机构－结构模型(FBMS)。从机械产品设计的特点出发,研究复杂机械系统的功能、行为、机构和结构之间的关系,揭示行为和机构在功能到结构转换过程中的桥梁作用,由此提出基于行为和机构的映射关系,进而结合设计过程的迭代特征建立基于迭代的FBMS模型。在综合考虑该模型中各要素特点的基础上,给出其形式化描述方法。通过对迭代设计过程中行为和机构作用特点的分析,给出迭代设计的具体步骤及相应的迭代算法流程。以一个具体机械产品设计为例,对FBMS模型的有效性进行验证,并对其整体特性进行分析。结果表明,该模型有助于机械产品概念设计阶段的机构组合创新,以及功能与结构之间的优化匹配。     

机械运动方案设计的状态空间方法

提出了机械运动方案设计的状态空间方法,以基本变换单元为基础,建立了运动变换状态方程,提取了输入与输出特征矢量、运动传递函数与特征值,讨论了对偶矢量、状态变换矩阵及状态空间的性质,得到状态空间中运动变换特征矢量的运算规则,实现了把串联机械系统的运动方案设计问题转化为输入输出运动特征矢量在状态空间中的单环路径规划问题,通过状态空间中不同对偶点的连接方式可以获得相应的运动方案设计可行解,为机械运动方案设计提供一种新的有效方法。     

基于域结构模板的机械产品概念设计方案生成

在公理化设计（Axiomatic design）理论的基础上,研究了机械产品要领设计方案生成的几个关键技术。讨论了要领设计的顾客需求驱动问题,提出了一种解决策略;针对公理化设计理论的不足,提出了域结构模板的概念,对公理化设计进行了扩展,并在此基础上构造了概念空间和概念推理网络;通过约束推理从概念推理网络中提取出有效概念空间,并给出了有效概念空间的分解算法;基于概念图（Conceptual graphs）分析了方案中设计实体之间的功能联系。以高速链式平缝机为例对所述概念设计方案生成方法进行了验证。     

USING LOGIC COMPONENTS FOR CONCEPTUAL DIE DESIGN

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｄｅｓｉｇｎｄｅｃｉｓｉｏｎｓａｒｅｍａｄｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｄｅｓｉｇｎｏｆａｐｒｏｄｕｃｔ ＳｔｕｄｉｅｓｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｕｎｃｉｌａｎｄｏｔｈｅｒｓｏｆｌａｒｇｅｓ ｃａｌｅｐｒｏｊｅｃｔｓｅｓｔｉｍａｔｅｔｈａｔ 80 %～ 90 %ｏｆｔｈｅｌｉｆｅ ｃｙｃｌｅｄｅｓｉｇｎｃｏｓｔｓａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｉｎｔｈｅｆｉｒｓｔ 10 %～2 0 %ｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｈａｓｅ ,ｉ ｅ ｔｈｅｃｏｎｃｅ…     

基于功能推理机制研究复杂机械产品的概念设计

提出了系统功能分层策略和组件建库与调用机理,采用重新定义问题和部分解的方法,从系统功能定义入手,将最初问题分解成按照功能定义的部分问题,以此形成的空间与组件解空间进行耦合,寻找满足功能需求的最初问题解。在布料系统的概念设计上用此机制验证了设计过程的自动性和方法的有效性。     

基于功能分解的机械产品概念设计

工程设计问题常采用功能分解,功能分解的核心是采用了功率键合图,通过分析工程系统功能关系确立待设计系统物理参数;根据系统中能量传递建立系统转换模型,并将该模型转化为功能参数转换矩阵,通过附加约束推理出功能方法树;建立系统匹配元件库,给出评估因素,确定匹配关系,并结合专用塑料盒封切机传动系统设计讨论软件自动生成功能方法树,产生多个设计方案及方案评估的关键技术。