机械产品生长型设计过程的研究

产品概念设计自动化已成为机械设计领域研究的重点.首先引入了广义定位原理和功能表面的概念,而后将实际零部件中表现产品形状、结构的特定表面抽象为功能模式,支持概念结构生成;将生物生长的机理用于产品设计过程,通过功能表面的分解重构进行产品概念设计;给出了功能原型和原理库的数学表达.通过工程实例,验证了上述理论的有效性和实用性.     

基于产品基因的概念结构生长型设计研究

在产品概念设计过程中,通过与生物个体生长过程的类比,将产品比作生物个体,将零件看作细胞,提出了产品基因概念、特征。又从产品概念结构生长型设计中,提出了产品基因的表示方法和技术支持,并建立了基于产品基因组的概念结构生长型设计过程模型。最后利用软件系统实现了对虎钳夹具的设计。     

概念结构生长型设计的力学分析研究

提出一种在概念设计阶段进行产品力学分析的新方法。生长型设计是模拟生物生长机制，利用功能表面作为功能一结构映射的信息载体。通过生物个体与机械产品的类比，提出了概念结构生长型设计的传动链模型。以转动一移动的杠杆结构为例，详细分析其力学模型，并以虎钳夹具设计为例验证其效果的有效性。     

基于生长型设计的公差研究

当前的公差设计研究大多集中于详细设计阶段,对设计前期的公差研究较少。在设计前期的公差设计将减少设计修改并缩短设计周期。在生长型概念结构设计的基础上,将公差问题提前到概念设计阶段。首先介绍生长型设计的基本概念和模型,而后研究结构与公差并行设计的过程模型。分析在设计过程中自动生成局部尺寸链和全局尺寸链的方法,建立公差设计和反馈的整体框架。应用此方法实现了液压缸夹具的尺寸公差设计。     

基于广义装配原理的产品生长型设计

通过研究生物生长与产品设计之间的相似性,提出了基于广义装配原理的生长型设计过程,研究了广义装配原理的三个理论构成.首先,在产品生长阶段,为实现生长过程中的自然选择,提出了以复杂度理论为控制因素的设计推理策略;其次,提出了功能公差设计理论,通过加工成本以及基于多因素的模糊质量损失成本体现广义装配成本,在确保产品功能的同时,以较低的装配与制造成本为公差的分配策略;在产品进化阶段,为保证产品良好的装配性能,采用了虚实结合设计技术.将以装配质量因素为核心的产品复杂度、精度以及制造、装配成本等众多设计因素并行集成于生长型设计过程中,实现了以全生命周期装配质量保障为核心的产品生长型设计.     

基于生长型设计的机械产品基因研究

自然界中生物的生长发育过程令人神往,在产品设计过程,我们通过与生物生长过程进行比较,将产品比作生物个体,将零件看作细胞,从而提出了基于细胞的生长型设计。进而通过对生物基因与产品基因的系统类比,总结出产品基因的特点,概括出产品基因、产品基因组的概念,提出了基于产品基因组的生长型设计,并利用DARFAD系统实现对虎钳夹具的设计。     

基于广义装配原理的产品生长型设计

通过研究生物生长与产品设计之间的相似性,提出了基于广义装配原理的生长型设计过程,研究了广义装配原理的三个理论构成。首先,在产品生长阶段,为实现生长过程中的自然选择,提出了以复杂度理论为控制因素的设计推理策略;其次,提出了功能公差设计理论,通过加工成本以及基于多因素的模糊质量损失成本体现广义装配成本,在确保产品功能的同时,以较低的装配与制造成本为公差的分配策略;在产品进化阶段,为保证产品良好的装配性能,采用了虚实结合设计技术。将以装配质量因素为核心的产品复杂度、精度以及制造、装配成本等众多设计因素并行集成于生长型设计过程中,实现了以全生命周期装配质量保障为核心的产品生长型设计。     

生长型设计中的功能公差设计理论

在产品结构设计自动化技术基础上,研究生长型设计中公差进化设计的策略与原则,提出将产品功能要求转化成零部件之间的几何约束关系,并最终表达为对功能尺寸约束的功能公差设计理论。建立成本—公差敏感函数的数学模型,将产品设计、制造、使用以及技术折旧成本作为公差分配的控制约束,并在其中引入产品使用磨损模型,以经济学中的贴现率来表征技术折旧成本,以成本最低为目标函数,以合理的工艺能力指数、装配功能、装配质量作为约束条件,实现基于功能与成本的面向产品全生命周期的尺寸公差分配。最后,设计实例说明所提出的功能公差设计理论能够在生长型设计中成功应用。     

面向生长型设计的制造信息模型

针对生长型设计过程对功能表面分解粒度控制的需求,应用功能模式的几何特性表达了产品的几何结构信息,并以其为载体集成了产品制造过程信息,建立了基于功能表面的产品制造信息模型。利用信息熵理论对该模型信息进行了量化,将概念产品制造信息熵的最小值作为功能表面分解粒度的控制指标,来决定是否终止概念产品生长,并通过具体产品的设计验证了该模型的正确性。     

形象化设计技术与基于功能表面的产品模型

提出形象化设计方法 ,构筑基于功能表面的产品模型 ,可实现人脑思维即时地用计算机直观表达 ,并同时实现设计过程中的动态建模 ,也可随时从计算机屏幕上点取零件或表面实体进行产品结构的修改设计。     

功能论在产品设计中的应用

功能论是通过产品功能的分析与综合,结构系统的抽象与具体,造型单元的变化与组合等途径,对这一问题加以解决的一种设计观念及方法。功能论始终把产品的功能问题放在设计分析的核心地位,设计构思以功能系统为主线索。本文主要以空调为例,应用功能论设计方法在产品设计中进行功能分析。     

基于CAS理论的产品设计

研究了产品设计系统的特殊结构和本质特征,明确了产品设计系统本质上就是复杂适应性系统(CAS),结合完整的工业产品设计实例,直观地阐释了设计系统的复杂适应性在产品设计进程中的作用.CAS理论为解释复杂的产品设计现象提供新的理论依据,也为提高设计过程的绩效开创了新的研究视野.     

概念结构设计过程中功能表面重构技术研究

在基于功能表面分解重构原理的生长型设计过程中，产品概念结构中功能表面的重构即功能表面的类型、数量及其相互炎系的选择与确定直接决定了零件的概念结构，并且从概念上基本确定了后续结构能否经济制造的空间约束。由于相关知识支持技术的缺乏，仍需要设计人员靠经验决定，降低了生长型设计的效率。文章分析了功能表面间的位置关系、联接方式的含义及其可制造性评价，与实际工艺技术知识相联系，提出了功能表面之间空间位置关系和联接方式的并行确定方法，开发了基于知识的设计支持模块，促进概念结构生长式设计效率的进一步提高。     

基于功能方法树与TRIZ理论的甲鱼捕杀器设计

产品的功能来自用户的需求。功能方法树借助功能模型对产品的功能进行描述,抽象出产品的总功能,并将其分解为非常细小、易于实现的多个子功能或功能元。TRIZ理论以现代发明理论的普遍原理指导创新实践,有"点金术"之称,可收到事半功倍的效果。综合运用功能方法树原理和TRIZ理论,共同解决甲鱼安全捕杀器的设计问题,前者着重于确认"做什么",后者则致力于落实"怎么做",两者相互补充、各司其职,大大提高了产品设计的质量与效率。     

以工程经验确定隶属函数为基础的模糊可靠性理论

本文首先指出了目前国内外在研究模糊可靠性的论著中 ,存在着的一个问题 :即事关重要的隶属函数的形式及其参数的确定往往是任意主观假设取定的。即使在少数论著中提出了由模糊统计量确定隶属函数的方法 ,这些模糊统计量也是由主观估计确定的 ,在这样的基础上得出的模糊可靠性数据也就带有很大的任意性 ,有时其结果从工程观点看是很不合理的。本文从工程实践经验出发 ,提出了由工程使用中采用的容许磨损模糊量确定容许磨损量隶属函数的方法 ,相应地提出了磨损模糊可靠性计算模型及计算方法。     

探究开关理论与方向控制作用的联系

开关理论已成为许多新技术的基础,在通信和计算机领域已成功地得到了应用,将开关理论-q流体动力回路中方向控制作用联系起来进行分析,为流体动力回路的设计和系统分析提供了理论依据。     

多功能函数发生器设计

介绍由单片机构成的多功能函数发生器的硬件与软件设计.     

加工中心自动换刀过程中断恢复功能的设计及实现

在换刀过程被中断时,换刀中断恢复功能可以让操作人员能够方便、可靠、快捷地将换刀装置恢复到正常状态.同时设计友好的用户提示页面,以帮助操作员进行恢复操作,避免换刀装置发生碰撞.     

合成函数信号发生器的设计

该设计是以FPGA为核心,以C8051F005单片机作为系统控制器,利用直接数字频率合成(DDFS)技术来产生所需要的波形。并且可通过无线传输任意波形数据。通过使用芯片DAC908与AD603实现信号的输出,通过NE5532的调整,使输出信号在0~5 V内可调(负载为50Ω时)。     

生长型产品族设计平台

分析了面向大批量定制要求和开展产品族设计的研究现状,提出了用生长型设计自动化技术开展产品族设计研究,以解决产品族设计中共性与个性之间、模块化与创新之间的矛盾,从而提高定制的灵活性。介绍了生长型产品族设计平台及其主要功能:需求分解与可操作标准化、按需创成结构、标准化广义定位模式运用、现有零件资源匹配等。通过设计过程实例说明了生长型产品族设计平台的应用潜力。