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。     

基于联接元的复杂产品拆卸模型构建方法

针对传统复杂产品可拆卸设计中拆卸模型构建困难和效率低等不足,提出基于联接元的复杂产品拆卸模型构建方法。将被联接件和联接件或联接介质构成的联接结构定义为联接元,根据产品层次结构的特点,研究联接元到产品的映射方法。通过分析典型联接元的拆卸知识和经验,提取出拆卸优先级推理规则。为满足设计中新联接元扩充的需要,结合物元理论构建联接元可拓物元模型。定义产品拆卸多约束图以描述产品组件间的装配约束和拆卸优先级等拆卸属性信息,并通过复用联接元实现拆卸模型的快速构建,将工程经验知识融合到拆卸建模过程中,保证了后续拆卸序列规划的合理性。结合注塑机合模装置实例分析验证了所提方法的有效性。     

面向拆卸设计的可拆卸性评价指标研究

面向拆卸设计是绿色设计的重要组成部分。本文在分析产品的可拆卸性的基础上，构建了产品可拆卸性评价的指标体系。利用层次分析法对评价体系进行了简化，提出了用拆卸效率作为产品可拆卸性评价指标的评价方法。     

基于概率的产品可拆解性评价方法及数学描述

在对零部件拆卸和产品拆解概念做出明确区分的基础上,对拆解类型进行了分析,给出了可拆卸性和可拆解性的定义;以概率理论为基础,对可拆卸度、拆卸率、可拆解度及拆解率等指标进行了数学描述;推导出可拆卸度、拆卸概率密度与拆卸率之间的关系;在非破坏性拆解及零部件拆卸过程相互独立的条件下,拆解概率密度是相关零部件拆卸概率密度的卷积,并通过对其积分可以确定产品的可拆解度.以汽车的典型零部件拆卸时间测定及数据统计分析为基础,确定了零部件的拆卸分布及其拆解分布规律.上述研究为产品拆解过程的定量评估提供了理论基础.     

可拆卸产品设计方法初探

在综合国内外相关研究的基础上,着重对产品的拆卸分析及相关理论进行了深入、系统、全面的研究。主要讨论了拆卸设计的定义和意义,设计准则及拆卸设计的可拆卸性结构设计方法等。为实现拆卸设计的合理化和标准化,提出以成组技术为基础的模块化设计和计算机辅助可拆卸设计,进行产品零部件拆卸规划分析。以模块化灯具的设计实例说明可拆卸设计的应用情况,验证所提方法的可行性。     

一种基于网络的面向拆卸设计的评价方法

面向产品的拆卸设计是绿色设计中十分重要的研究领域。本文构建了网络环境下面向产品拆卸设计的体系结构，研究了面向拆卸设计的产品结构模型。结合Z50E装载机的具体实例，进行了产品可拆卸性的评价分析及相应的设计修改建议。     

基于联接知识的产品可拆卸设计方法研究

为了便于产品可拆卸设计的实施,提出一种基于联接知识的可拆卸设计方法,通过改变产品的联接方式和结构,不断提高产品的可拆卸性能。归纳整理了典型联接结构及其接触约束和拆卸优先级知识,基于这些知识构建了拆卸模型,以描述产品零/部件间的装配约束和拆卸优先级信息,并在UG平台下二次开发了拆卸模块,提出基于联接的产品拆卸难度评价方法,以评价产品的可拆卸性能。为了改善产品的可拆卸性能,提出了联接结构可拆卸设计准则。最后,以订书机的可拆卸设计为例,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于层次网络图模型的可拆卸性设计

针对目前可拆卸性设计理论演算太多，设计过程难以实用化的问题，从工程应用角度对该设计方法展开研究。提出了面向对象的层次网络图拆卸模型；基于该模型，对拆卸顺序规划、拆卸路径推理和拆卸性能评价等进行了讨论，提出了实用的可拆卸性再设计策略。实际应用表明可拆卸设计方法具有简洁实用、易工程实现的特点。     

基于TRIZ的可拆卸联接改进设计

针对可拆卸设计问题,提出运用TRIZ物—场分析原理和TRIZ冲突解决原理进行产品零部件间可拆卸联接改进设计。首先将可拆卸联接改进设计问题归纳为联接结构改进设计和联接结构稳定性设计两个子问题,通过构建联接结构改进设计的物—场分析模型以及物理冲突模型,建立利用物—场分析模型和物理冲突进行可拆卸联接改进设计流程与方法。针对联接结构稳定性设计中联接关系趋于失效和趋于复杂两种情况,从减少外界对联接结构有害影响和增强联接结构自身的抗外界影响两方面构建导致联接结构变化的物—场分析模型,给出保证联接结构稳定性的设计流程与方法。最后用计算机主机箱实例说明了研究方法的可行性和正确性。     

一种基于多色集理论的产品拆卸模型研究

针对现有拆卸模型存在的诸多不足,提出了一种基于多色集理论的产品拆卸模型.该模型中,基于多色集理论定义了零件单元连通性的概念和可拆卸性的概念,并分别设计了连通零件单元生成算法和可拆卸性判断算法.应用连通零件单元生成算法直接生成连通的零件单元,避免了在拆卸过程规划中许多非连通单元的干扰;利用可拆卸性判断算法对生成的连通单元进行筛选,剔除其中不合理的零件单元.在此基础上,建立基于多色集理论产品拆卸模型,以零件所受累计约束数的大小规划产品的拆卸序列,并构建了多色集递阶结构图表达产品的拆卸过程及拆卸序列.     

基于MTM法的报废汽车拆卸时间评估研究

拆卸时间是产品可拆卸性评价的关键指标,拆卸时间的确定对于产品的可拆卸设计和回收决策具有重要意义.为了高效评估产品拆卸时间,提出了基于方法时间衡量（MTM）法的拆卸时间评估方法.以报废汽车前盘式制动器部件为例,分析了该部件的拆卸过程,对每个拆卸过程进行了基本动作分解,通过MTM方法对每个动作的拆卸时间进行映射估算,累积求和获得整个部件的拆卸时间.     

基于产品局部特征分析的造型设计方法研究

在现代产品造型设计中,要求产品的局部形态设计十分精细和美观,其局部形态和结构对产品的整体形态影响极大。产品局部特征分析的新算法,具有良好的全局重构能力,重视产品的局部特征,为产品局部特征分析提供了更深更广意义的理解,为产品设计反求工程提供一种新的形态重构方法,为产品局部特征深入设计提供依据。     

复杂产品装配关系矩阵自动生成方法

针对现有装配关系模型在结构完备性、获取复杂性等方面的不足,研究了装配关系模型重构和装配关系信息自动获取方法。提出接触-连接矩阵,用以集成功能件和连接件间的接触关系和各类连接关系,并研究了利用静态间隙分析和工程语义解析来获取接触-连接矩阵的方法。提出扩展干涉矩阵,以解决现有干涉矩阵无法有效处理倾斜方向装配的问题,支持装配方向的优化求解,并研究了基于包围盒扫描和步进检测生成扩展干涉矩阵的方法。以UG为平台,开发了原型系统,并以具有非标准轴向装配的夹具为例,验证了该方法的有效性。     

螺旋桨轴毂复合联接结构接触问题的非线性有限元分析及结构尺寸优化

针对航空工业产品使用的情况分析:要求其在保证承载的前提下,在设计中尽可能使其结构紧凑或减重.利用ANSYS软件建立一种新型螺旋桨轴毂复合联接结构的有限元接触模型,并以其复合结构中关键零件弹性环的半锥角及宽度为设计变量、弹性环的最大应力为状态变量,对弹性环的结构尺寸进行优化分析,为设计一种能满足航空行业中使用要求的螺旋桨轴毂复合联接结构提供理论分析基础.     

多维非线性特征重构与融合的复杂产品工期预测方法

制造企业复杂产品零部件种类众多、加工和装配工序复杂,质量、工艺、设备等各类数据呈现多维度、多尺度、多噪声等特点,工期的关键影响特征提取难度大,预测精度难以保证。针对上述问题,提出一种多维非线性特征重构与融合的复杂产品工期预测方法,首先提出基于集成堆栈式自编码器的多维非线性特征重构与融合方法并构建相应模型,建立特征间的复杂关联耦合关系,形成工期关键因素特征池;基于深度学习算法构建多维非线性重构与融合的复杂产品工期预测模型,实现复杂产品工期的准确预测。选取某企业断路器和3D打印产品为对象进行工期预测的应用验证和对比分析,本方法的均方根误差平均值为1.28,平均绝对百分比误差平均值为3.01%,与未进行特征重构融合的方法,以及支持向量机、神经网络等方法相比,在精度方面均有提升,方均根误差至少降低了约10.87%,平均绝对百分比误差至少降低了约7.74%,证明所提方法的有效性和实用性。     

某机载雷达平板裂缝天线结构改进设计

为满足振动环境要求,采用改进功分腔体结构、优化连接设计等方法提高了天线的抗振性。对天线结构强度和刚度进行了有限元分析,初步验证了天线的结构性能。改进后的天线通过了相关试验验证,达到了改进设计的目的。设计中采用的方法可以应用于同类产品的结构设计。     

基于BOM的任务分解求解策略

BOM(物料清单 )可以描述产品的结构关系 ,Petri Net模型是一种良好的过程建模工具。本文提出了一种通过 BOM向 Petri Net的映射 ,实现产品结构视图向过程视图的转化的方法。根据该过程视图的结果 ,生成作业排序计划的甘特图 ,从而有效地对该产品的工作进行有序的控制和分配     

基于ANSYS Workbench水轮发电机螺栓法兰连接有限元分析

根据机械设计理论,分析了只承受预紧力和预紧力与工作载荷同时作用两种情况下螺栓连接的受力情况,并利用ANSYS Workbench对水轮发电机螺栓法兰连接结构进行模拟,创建了有限元模型,施加了相应的约束、预紧载荷与工作载荷,进行了结构静力学分析.有限元分析结果与理论运算结果进行比较,有限元模型的正确性、可靠性得到验证.该模拟分析结果为螺栓的选用与装配提供了依据,提高了产品的可靠性和设计水平.     

模拟高性能飞行器翼面结构形态的非视觉检测

针对高性能飞行器实验模型结构的翼面形态感知与重构技术要求,提出一种基于光纤光栅传感器阵列的翼型结构形态实时检测与可视化重构方法。首先,在分析光纤光栅结构曲率检测技术的基础上,进行基于分布式曲率感知信息的翼面结构形态实时重构算法研究;其次,针对实验模型结构振动响应特性与有限元分析结果,研究分布式光纤光栅传感器阵列优化布置方案;最后,构建飞行器模型结构实验平台与开发可视化软件环境,进行翼面结构静态形变与振动形态实时感知与重构实验分析与验证。结果表明,实验模型翼面结构形态实时感知与重构效果良好,较精确地反映了结构静态形变与振动形态的变化,验证了所提非视觉结构形态检测方法与技术的可行性与有效性。     

结构与产品创新设计

产品创新设计是最广泛的创新活动。创新设计能够有效地满足客户对产品求新和多样化的需求,提高产品市场竞争力,增加企业利润。本文从产品造型中结构设计的角度,基于设计创新理论,着重对结构组合、结构变换、连接方式、结构仿生设计等方面进行阐述,分析了结构设计对产品的功能、形态及其使用方式的创新作用。充分显示了结构设计在产品创新设计中的重要性,为产品创新设计提供了一定的借鉴。