基于功能进化的滚动直线导轨创新设计

根据机械产品功能进化的要求,将进化思想运用于创新设计过程,通过结构特征单元的提取与变换,对滚动直线导轨的结构进行了创新设计,实现了基于功能设计产品结构的过程.     

圆弧抽芯机构注塑模设计

通过对喷嘴塑件的分析,设计了一模十六腔的注塑模,并运用Moldflow对其浇注系统进行了优化设计。根据该喷嘴的结构特点,采用了一种新型的圆弧抽芯机构及辅助的开模机构。这种机构与传统圆弧抽芯机构相比,简化了模具结构,降低了生产成本,经生产实践验证设计合理。     

注塑模具机构的简化

模具的结构决定了模具成本,简化模具结构可降低成本、提高经济效益。采用动模侧和定模侧加外置拉杆并利用注塑机拉力的方法,简化了推出机构;通过在滑块顶面做一个搭接镶件、把镶件用一个固定块固定在定模上的方法,简化了滑块机构;通过增加与顶杆台阶等高的垫块,简化了顶出机构。简化后的机构运行可靠,提高了模具市场竞争力。     

基于用户需要与功能融合的已有产品创新设计

针对已有产品的创新设计，为充分考虑不同类型的用户需要信息，利用可拓创新方法对其进行形式化和流程化研究，提出基于用户需要与功能融合的已有产品创新设计方法。建立用户需要事元，并与已有产品功能事元进行比较，若类型一致，则通过功能分析对原系统进行分析，找到问题功能并利用基元理论和可拓变换改进原系统功能结构模型；若类型不同，通过用户需要事元与功能事元的映射关系获得功能动作表现的物元；根据功能事元和结构关系元的映射关系获得结构关系元的特征和量值，建立新功能系统模型；将两类模型进行功能融合并得到新产品的功能配置及设计方案。通过对已有光伏电池板清洁设备进行创新设计，验证了该方法的可行性与有效性。     

油井抽油用钢丝绳的研究与开发

针对油井用刚性抽油杆结构上的不足,开发了柔性连续抽油杆,即油井抽油用钢丝绳。介绍了该产品的结构特点、规格及性能;使用该产品取得了简化操作、降低事故率、提高工效的良好效果。     

复杂机械产品性能薄弱模块的识别与优化

本文应用混合建模法对整体框架式液压机性能薄弱模块进行识别,并在此基础上对其进行结构优化,提高了液压机机身的设计精度和刚度;同时验证了混合建模法计算简单,效率高,精度高,尤其适合子功能的载体难于构成独立结构实体的复杂机械产品,是一种有效的性能模块识别方法;并为复杂机械产品的创新设计提供了设计方法和理论指导,具有重要的指导意义和实用价值。     

基于TRIZ与可拓创新方法的机械产品概念设计方法研究

提出一种机械产品概念设计的创新方法,对概念设计阶段进行细分,将发明问题解决理论(TRIZ)与可拓创新方法的优势相结合,建立了基于两者的概念设计过程模型。通过建立用户需求基元模型与共轭分析法,确定产品的需求与功能之间的关联性,构建产品功能分解树,得到根源冲突;然后运用TRIZ工具集提取工程参数查询对应的原理解,通过可拓变换生成多种概念方案;最后利用优度评价法,实现对概念方案的量化评价与优选。以小型管道清淤机器人为例进行系统的创新设计,验证了该方法实用性和有效性。     

基于Kane方程的3UPS/S并联机构动力学研究

为了分析3UPS/S并联机构在并联转台中的动力学特性,采用Kane法建立该并联机构的动力学模型.选择一条具有代表性的运动轨迹,对支链的驱动力以及中央立柱对动平台的约束力进行仿真分析;给出了可以对动力学模型进行简化的方法,分析模型简化后对驱动力的影响.结果表明:3个支链驱动力的最大值基本相同,中央立柱的约束力中z向约束力最大,这是因为中央立柱在平衡驱动力的同时,还要对动平台起支撑作用.该研究工作为3UPS/S并联机构支链驱动系统的选取提供了参考,也为中央立柱的结构参数设计提供了理论依据.     

无杆飞机牵引车夹持举升机构的运动学分析

夹持举升机构是无杆飞机牵引车同飞机直接相连接的部分,需要完成夹持机轮并抬离地面的动作。建立了常见的夹持举升机构的机构简图,利用K-G公式计算夹持举升机构的自由度。以D-H变换矩阵作为建模工具,建立其位姿运动方程,求出其解析正解,利用解析法求出其理论的速度表达式。结果表明:机构的自由度数与机构主动件的数目相同,具有唯一的确定运动,D-H变换矩阵与几何方法求出的位姿表达式相同,角度变换的仿真结果与理论计算值近似。证明了机构的有效性,并为夹持举升机构的创新设计和进一步的机构综合提供了参考。     

基于D H法的串联机械手臂工作空间分析

以六自由度串联机械手臂为研究对象,对机械手臂的基本结构进行简化,基于D-H法,建立机器人手臂的连体坐标系,进而得到该机构的运动学正解模型;采用蒙特卡洛法对其工作空间进行了初步研究,并借助数学软件Matlab绘制了其工作空间,得到该机构手臂末端的工作空间云点图以及截面形状。研究结果表明:该机构具有较大的工作空间,可以用于水果采摘和农林作业。     

基于FDSM的产品族设计模块化方法的研究

针对产品族设计中产品的相似性和零部件的可替换性等特点,将矩阵的思想应用到产品族模块化设计中.在分析建立功能部件间关联特征的基础上,提出了一种基于模糊设计结构矩阵的过程量化的产品族设计模块化方法.并通过对模块功能部件间关联矩阵的着重分析,确定了模块化设计任务的执行顺序.最后,通过某汽油发动机的模块化设计实例展示了该方法的有效性.     

液压堆料机械的耦合创新设计方法研究

针对可调节液压堆料机械的机构创新设计,建立了液压堆料机械的直线推料条件,并建立了其动态分析的有限元模型,提出了基于TRIZ理论和可靠性分析的耦合设计方法,通过对某液压堆料机械机构的有限元分析和可靠性分析,表明其推料过程基本是近似直线推料,并基于此给出了可调节液压堆料机械的机构创新设计方案。为液压堆料机械机构创新设计提供了方法和依据。     

可重构数控系统设计与实现

文章提出了一种可重构数控系统设计方案。该方案采用了将数控系统控制单元、驱动单元等分别设计为独立的标准卡件式结构，通过总线联结，根据不同的应用需求，灵活地改变自身体系结构的设计方法。采用该技术方案设计的数控系统具有硬件普适性，通过更换处理器控制平台或配置不同的软件代码，即可实现不同设备的控制功能，从而减少硬件开发上的投入、缩短产品开发周期。     

基于功能流模型的产品功能模块划分方法

为了对功能模块进行合理有效的划分,提出了基于功能流模型的产品功能模块划分方法。通过对产品模块化影响因素和客户需求的分析,利用功能流抽象出总功能,再对总功能进行分解从而建立产品的功能结构,实现产品的功能模块划分。利用功能流对产品的需求分析、功能分解、功能结构以及模块划分进行统一,分析了产品概念设计中的功能模块划分与功能流之间的关系。并结合液压支架的功能模块划分,验证了该方法的可行性。     

基于ANSYS APDL语言的零件参数化有限元分析

对于系列化产品,可以借助参数化设计的思想,将参数化设计与有限元分析相结合,实现复杂模型的结构参数调整,自动生成实体模型并完成有限元分析,以优化产品结构,缩短设计周期.有限元分析软件ANSYS提供的参数化设计语言(APDL)用建立智能分析的方法,为零件进行参数化有限元分析提供了有力工具.文章介绍了采用APDL进行参数化有限元分析的实施步骤,并以圆柱弹簧为例,详细阐述了这一过程的实现.结果表明,这种方法可以减少重复工作,提高工作效率.     

再制造设计的创新理论与方法

再制造设计是提升再制造效益的重要方法途径,是对产品设计和工程设计的创新补充,属于新兴的设计内容。以再制造设计概念与特征分析为基础,提出了面向再制造创新设计的产品梯度寿命设计理论、再制造性设计与评价理论、产品再制造工程设计理论,研究分析了面向再制造的产品材料设计、产品结构设计、再制造产品生产设计等再制造设计的新内容,为再制造设计的理论研究和方法应用提供了借鉴。     

内螺纹自动脱模注射模创新设计

带内螺纹结构的注射模结构复杂、维修困难及成本较高。对带内螺纹的连接器塑件进行精简化结构创新设计,运用MoldFlow软件进行模流分析,采用液压油缸驱动齿轮条的传动结构,齿轮条定位块保证配合精度,2个限位开关控制齿轮条的运动行程,利用弹簧的作用力推动活动型芯配合齿轮轴旋转脱模,组合式动模方便加工和后期维护,采用侧面潜伏式浇口进料,实现开模自动分离塑件和浇口,以适合全自动化生产。精简化创新设计的齿轮条脱模结构,既解决了内螺纹脱模的问题,又可以稳定生产,模具维护简单方便,节省成本,该创新设计具有一定的参考价值。     

宽带钢热连轧生产线自动控制系统综合设计及应用

宽带钢热连轧生产线是一套综合了机电液压系统的复杂大系统,自动控制系统是最大限度发挥轧线效能和生产高质量产品的重要保证。文章系统阐述了热连轧的特点及其对自动化系统的要求、自动控制系统设计思想、系统结构和配置。设计采用多级系统、各级间高速光纤以太网、高性能控制器间高速全局数据内存网、高性能控制器与现场设备间Profibus_DP网通信、L2级服务器热机备份策略、L1级光纤以太网冗余设计等创新的设计理念,以及拥有自主知识产权的L2级中间件系统、L2级关键数学模型和L1级核心控制模型。本文的设计思想及其基础上的控制系统已经在国内多条热连轧生产线上得到了成功应用。     

面向大规模定制生产的绿色模块化设计方法研究

大规模定制生产所面临的矛盾是,既要对外展现产品具有个性化的多样性,又不能因产品内部多样化而导致额外的成本和时间的延误.解决这一矛盾的关键是在产品设计中采用绿色模块化设计思想.本文将绿色设计思想与模块化设计方法有机结合,形成先进的绿色模块化设计方法.研究了绿色设计理念在面向大规模定制生产的产品模块化设计中的地位和作用,给出面向大规模定制生产的绿色模块化设计的具体步骤和方法.