计算机辅助公差标准化优化设计的研究

为保证产品实现标准化生产以及实现产品公差的标准化设计,对产品标准化公差与制造成本的建模以及公差标准化算法的实现作了全面深入的分析,提出了具体可行的标准化计算机辅助公差优化设计模型,并提供了应用实例。     

尺寸、公差并行稳健设计模型研究

应用并行设计思想，稳健设计原则，提出了零件尺寸、工序尺寸及公差并行稳健设计模型，解决了尺寸，公差串行或交互设计的问题。     

公差可行稳健设计及其评价方法研究

公差可行稳健设计对于提高产品的质量起着重要的作用。在公差可行稳健模型的基础上,提出基于两步法和直接优化法的公差可行稳健设计法,针对约束函数为线性函数和非线性函数,采用基于重点抽样方法(MPP)进行装配成功率的估算,实现了对公差可行稳健性的评价。最后用实例进行验证。     

基于SolidWorks的计算机辅助公差优化设计研究

随着工业4.0和中国制造2025计划的实施,数字化设计与制造智能化成为了机械发展的主要方向。计算机辅助公差设计(CAT)技术作为CAD/CAM集成化的重要内容,对于提高设计效率、实现智能制造具有重要意义。然而CAT技术却远远落后于CAD的发展。针对这一问题,开展了对CAT技术的研究。运用获取回路零件与配合信息的API,创新地提出了易于回路搜索的数据组织结构,以及基于配合位置信息判断组成环增减性的方法。开发了一种集成于SolidWorks软件的插件系统,通过与三维模型简单交互便可自动生成公差设计函数、高效实现公差优化设计。     

面向制造环境的稳健公差设计方法

提出一种基于制造环境的稳健公差设计方法，使得在公差设计中能考虑实际加工环境即各种加工方法的工序能力，从而保证在获得最优稳健公差的同时选择合适的加工方法，以保证设计公差的可制造性和稳健性，提高产品的设计质量。     

计算机辅助公差设计模块的研究

通过对尺寸公差和计算机辅助公差设计原理的分析,论述了用计算机语言和数据库实现公差的辅助设计,并以计算机辅助公差查找为例,研究其在CAD/CAM集成中的应用。     

基于改进遗传算法的离散公差模糊稳健优化设计

为了解决离散变量优化设计问题，采用了一种面向设计、制造的设计变量离散化处理方法。通过改进最优个体保护策略和混沌移民算子，并引入家族竞争遗传机制对基本遗传算法进行了改进。开发了混合离散变量的改进遗传算法程序LSGA2005，用该程序解决了箱体零件尺寸链的离散公差模糊稳健设计问题。实例表明，该算法全局收敛能力强，具有较好的实用价值。     

一种新的公差高度数学模型的研究

本文提出了一种新的公差设计的多目标优化模型。该模型是以各组成零件的中工成本（即成本公差模型）和质量损失成本之和最小作为多目标函数。实验结果表明，这种方法所给出的公差较符合经济加工的要求。     

方孔公差一致性验证技术的研究

尺寸公差与形位公差的一致性验证是计算机辅助公差设计中不可缺少的重要环节。在包容要求、最大实体要求及最小实体要求条件下,分析了方形零件尺寸公差和形位公差一致性准则,给出了相应的数学等效式,举例说明了该一致性验证准则的使用方法,为方形零件计算机辅助公差设计一致性验证提供了理论支持。     

基子工序能力的公差统计分析方法的研究

介绍了公差分析中的工序能力和工序能力指数，分析了工艺误差为正态分布、工艺误差均值漂移分别为均匀分布和正态分布时尺寸误差的统计特性，给出了装配特性的统计公差分析结果，举例说明了该公差分析方法的应用过程。     

结构与公差同步设计的产品概念设计优化

为保证概念结构设计的可行性与经济性,提出了将公差设计研究提前到概念设计阶段的思想,并研究了其中的关键技术。首先基于一种结构不断生长的独特设计思路,建立了结构与公差同步设计的过程模型和相应的公差表示模型;然后研究了在设计过程中自动生成局部尺寸链和全局尺寸链的方法,给出了公差同步设计,并根据设计结果提出了概念设计优化的整体框架,实现了基于公差的概念设计优化;最后以活塞夹具设计为例,验证了本方法的有效性。     

改进的Alopex算法在公差分配优化设计中的应用

合理的公差分配是降低生产成本和保证产品性能的关键.首先将混沌算法引入到Alopex算法的初始化过程,然后基于群体差异度对退火温度进行了改进,提出了改进的Alopex算法.其次,尝试将所提出的算法用于求解公差分配优化问题.最后将改进的Alopex算法与遗传算法在铰链装配组件的公差设计问题上进行了性能比较,优化结果表明了改进的Alopex算法的有效性.     

机械产品计算机辅助公差设计方法

运用图论和尺寸链理论,分析了公差设计函数自动生成的机理和实现方法;介绍了尺寸链的建模和路径搜索;指出了确定最佳尺寸链的三个必要条件,尤其是分析了尺寸链标注中的“欠约束”和“过约束”情况及其处理对策,并用实例进行了引证,其结果可应用于机械产品计算机辅助公差分析和公差分配。     

计算机辅助平面尺寸链公差设计

公差设计是平面尺寸链设计中的重点和难点,具有较多设计方法且计算量大。针对此问题开发出一套基于Visual-Basic的软件程序,集各种设计方法于一身,便于选择最适合的设计方法,并极大地减少了人工计算量。     

基于资金时间价值的并行公差优化设计

总结了经典的成本公差模型,基于资金的时间价值原理对经典成本公差模型进行优化,提出了多种优化后的成本公差模型计算方法。利用优化后的成本公差模型,将制造成本、质量损失成本同时考虑到并行公差设计的目标函数中,实现了并行公差的优化设计。通过工程实例证明了所提方法的有效性,结果表明,优化后的成本公差模型更贴近实际,计算得到的总成本更为合理,有效地反应了物价上涨、通货膨胀、资金的时间价值等现实因素。     

基于UG仿真的框盖组合公差分析

对公差分析的现状和方法作了阐述．介绍了计算机辅助公差设计（CATD）的应用。结合某产品生产中遇到的框盖组合装配问题,剖析了其技术难点和解决途停,并且通过运用UG晕的公差分析模块（eM-TolMate）,对结构改进后的尺寸公差作了仿真和验证。     

公差设计多目标模型及其粒子群优化算法研究

为解决成本一公差设计模型中忽视产品质量的问题，以新型的田口质量观和Pareto最优解集概念为基础，提出了一种公差设计多目标模型。该模型将加工成本和质量损失分别作为设计目标，并以统计法公差装配成功率为约束条件，获得了比极值公差法更加宽松的公差限。改进了传统的粒子群优化算法，利用Pareto最优性重新定义粒子，然后采用快速非支配排序技术进行粒子的适应度排序，使其能够有效地对多目标模型进行求解。该算法对具体工程实例求解时，一次运行就可求得令人满意的Pareto最优解集，设计者可以根据生产实际和市场需求从中进行选取。通过对求得的Pareto进行最优前沿的分析，可得到该类零件公差设计的特性，其结果验证了公差诒计的一船规徨．     

基于混合群集智能算法的并行公差优化设计

通过对并行公差优化设计的分析,将其视为一种混合变量组合优化问题.首先给出了并行公差优化设计的数学模型,然后将其映射为一类特殊的旅行商问题--顺序多路旅行商问题,从而降低了问题的求解难度.利用蚁群优化算法和粒子群优化算法,分别在求解离散和连续变量优化时的优势,提出了一种求解并行公差优化设计问题的混合群集智能算法.通过一个计算实例,将混合群集智能算法分别与遗传算法和模拟退火算法进行了比较,结果表明,前者具有更强的搜索能力和较高的效率.同时,混合群集智能算法也为求解一般意义的混合变量优化问题提供了借鉴和参考.     

基于多学科设计优化技术的导弹方案设计

多学科设计优化技术当前主要作为传统设计过程的补充,存在较大的局限性.为此,在导弹方案设计全过程引入了多学科并行设计思想,建立了包含两阶段的多学科设计优化流程,在多学科设计阶段形成基准方案,在多学科优化阶段完成基准方案的可行化与最佳化.建立了支持两个设计阶段的五种模型,并分析了基于这些模型描述多学科设计和多学科优化问题的方法.根据所研究的设计流程和建模方法,提出了建立四层体系结构的总体设计软件框架的思想.最后,在Visual C++开发环境下,开发了面向导弹总体设计的多学科设计优化原型系统.