基于谱系聚类的推土机模块划分方法

为提高推土机研发效率,降低生产制造成本,研究了推土机的模块划分及评价方法,使厂家能更好地应对市场竞争。量化零部件间装配、功能和工艺的相关度,构建相关度矩阵,将零部件间抽象的连接关系映射为具体的相关度矩阵,再将其转换为距离矩阵,采用谱系聚类算法求解,实现推土机部件层零部件的模块划分。为寻求最优划分方案,构建多指标评价模型,实现划分方案定量评判,将上述方法应用于推土机最终传动机构。结果表明：该划分和评价方法在企业产品设计中是切实可行的。     

基于属性邻接图匹配的三维CAD模型搜索方法

为了重用三维CAD模型中包含的设计知识,提出一种用拉格朗日乘子法求解属性邻接图匹配的三维CAD模型搜索方法.首先应用三维CAD模型中的边界表示信息,将搜索目标三维CAD模型与待搜索三维CAD模型转化为属性邻接图;然后计算搜索目标三维CAD模型与待搜索三维CAD模型属性邻接图之间的顶点和边的相似程度矩阵,并利用它建立两个三维CAD模型相似程度的度量作为选择不同顶点匹配矩阵M的优化目标函数;将目标函数松弛为等式约束后,采用拉格朗日乘子法进行求解.实验结果表明,该方法能够搜索到相似的三维CAD模型,并对模型的相似程度进行排序.     

面向三维CAD模型检索的模型分割方法

为了提高三维CAD模型分割的效果及其对模型检索支持的有效性,提出一种面向三维CAD模型检索的模型分割方法。首先通过提取B-rep形式CAD模型的几何拓扑属性,将模型转换为属性邻接标记图;然后依据图中节点和连线的凸凹性将模型初步分割为凸凹性连续的局部区域,再以分割内聚度最大为目标,基于区域耦合度进行可合并区域的选择与优化合并;最后采用区域最优匹配的方法进行模型间的相似性比较和检索。实验结果表明,该模型分割方法能有效支持模型检索,可实现CAD模型的重用。     

用于故障诊断的网络分割谱聚类方法

提出故障诊断的可观测量网络模型,从故障诊断的模式识别本质出发,把故障数据聚类转化为网络分割问题。利用最小最大切判据构造分割的目标函数,针对传统最优化最小最大切判据计算量大的缺点,利用k-means算法对其寻找最优分割点过程进行改进。标准数据集测试和一个四级压缩机故障系统诊断试验表明,新算法对数据分布没有严格要求,能快速有效地获得数据样本特征,实现数据的聚类,从而完成故障状态识别和分类。     

基于模糊聚类的机械产品模块划分过程分析

模块创建是机械产品模块化设计中的核心环节,文中对机械产品进行了功能分析,构造了相关度矩阵;依据模糊等价矩阵,利用基于传递闭包法的模糊聚类分析对机械产品进行了模块划分.以某型履带车辆侧减速器为研究对象,对其进行了模块划分,验证了将基于传递闭包法的模糊聚类机械产品应用于模块创建过程的可行性.     

考虑两两模块之间关联关系的产品模块划分方法

针对产品模块化设计问题,考虑了零部件之间的非对称及两两模块之间关联关系,提出了一种产品模块划分方法。通过设计结构矩阵来表达产品零部件之间的关联关系,利用FCM算法对零部件进行聚类,分析了两两模块之间可能存在不同的依赖关系,以模块内聚度和模块间耦合度为目标,建立了模块度准则,从而得到合理的模块划分方案。最后以起重机吊钩组为实例说明了产品模块划分过程。     

基于聚类算法的自动变速箱装配模块划分研究

自动变速箱可实现换挡变速功能,是车辆系统中传递动力的关键部件。由于其结构狭窄紧凑、零件数量繁多,导致装配复杂度大大增加。模块划分是产品模块化设计的关键步骤,可以将系统整体拆分形成若干个高内聚低耦合的模块,从而达到降低产品装配难度的目的。模糊C-均值聚类算法(FCM)是实现模块划分的传统方法,然而其对初值敏感,容易收敛到局部极值点。FCM与优化算法的结合有利于避免陷入局部最优解的情况,因此提出使用基于遗传模拟退火算法的FCM方法进行装配模块划分以获取自动变速箱模块的最佳划分方案。以重庆铁马变速箱有限公司的自动变速箱为例,使用所提方法对其进行装配模块划分,将所得模块划分结果与实际方案进行对比,证明了方法的准确性和有效性。     

面向产品变型设计的模块划分方法

首先进行客户需求分析和功能分解,其次将功能映射到结构以确定结构元,通过对零部件功能和结构相关度分析,分别建立以下3个相关度矩阵——基于客户需求的零部件相关度矩阵、功能相关度矩阵和结构相关度矩阵,分配好各自的权重系数后,综合该3个矩阵建立综合相关度矩阵.由模糊聚类方法得到不同的划分方案.依据信息熵的思想,从面向产品变型设计的角度,提出以装配复杂度、客户参与变型设计复杂度、模块之间独立性与模块内部元素亲密度为优化目标,建立模块划分方案数学评价模型,从而得到较合理的划分方案.最后根据提出的3条调整准则对划分方案进行适当调整以符合实际需要.以电动双梁式桥式起重机中的桥架为例进行模块划分,验证划分方法.     

基于QFD和公理化设计的模块划分方法研究

模块划分作为模块化设计的第一步,必须充分考虑顾客的需求和功能独立性。在现有研究的基础上,提出了基于质量功能配置(Quality Function Deployment,QFD)和公理化设计(Axiomatic Design,AD)的模块划分方法。运用QFD和AD理论,保证产品的功能分解时满足顾客需求和功能的独立性。在功能模块的聚合方式上,对原有的模糊聚类方法进行改进。在聚类计算之前,先进行模块分组,后在组内进行聚类。减小了模块聚类的计算量,并有利于模块化设计的优化。     

基于设计关联矩阵与可拓聚类的产品模块划分方法

针对大规模定制与产品平台战略技术,模块化设计是一种有效的设计方法,而模块的划分是该方法的关键.文中结合公理设计与设计结构矩阵,利用独立公理进行产品功能划分,建立产品设计矩阵,再结合设计矩阵与设计结构矩阵,构建产品设计关联矩阵,然后利用可拓聚类算法对该关联矩阵进行聚类运算,以此来完成产品设计的模块划分;并将所划分的模块用独立公理再次做功能独立性分析,最终确定产品模块.最后以桥式起重机起重小车模块划分为例,验证了该设计方法有效性和可行性,提高了产品设计效率,降低了设计成本.     

基于加权有向图的零件聚类模型研究

为解决e-制造单元规划及逻辑重构问题,对产品族零件的聚类问题进行研究。在深人分析产品族零件生产中所涉及的工序序列、生产准备时间、内部运输成本率等要素的基础上,提出了一种基于加权有向图的工艺描述数学模型,并以工艺合并后零件加工成本变化最小为标准,提出了一种基于关联矩阵二阶合并方法的零件相似距离模型,进而设计出相应的蚁群算法模型。最后,利用Java技术开发了一套软件系统,通过一个实例分析,验证了上述模型和算法的合理性和有效性。     

融合制造语义的三维CAD模型检索方法

为了更好地实现面向制造领域的三维CAD模型制造信息的有效重用,提出一种融合制造语义的三维CAD模型检索方法.首先将三维CAD模型转化成以制造特征为基础语义对象的结构化表示的CAD模型,并用制造特征耦合图来表示;然后提取用于评价两个制造特征之间相似性的属性信息,构建多属性融合的制造特征相似性加权评价模型,并以此来构建以制造特征为节点的完全二分图;最后采用最优匹配算法计算出各制造特征的最优匹配方案来计算两个三维CAD模型的相似度,以此作为评价模型相似性的依据.实验结果表明,该方法能够较好地实现融合制造语义的三维CAD模型检索,可以有效地支持面向制造领域的三维CAD模型制造信息的重用.     

面向3维CAD的PDM系统的研究与实现

针对3维计算机辅助设计存在的问题,提出了面向3维计算机辅助设计的产品数据管理系统整体结构,其重点是实体约束和关联管理。通过对约束和关联进行语法定义,设计关系类记录约束和关联信息,支持了设计过程中相关设计对象的同步更新,提供了对设计过程和知识管理的支持。其他集成点包括计算机辅助设计格式转换平台、3维模型信息提取与交互以及3维模型与2维图纸的关联管理。在实现方法上,计算机辅助设计格式转换平台借助ACIS实现,提供计算机辅助设计通用浏览器和HSF格式浏览器;3维模型信息提取与交互通过计算机辅助设计提供的应用程序接口进行开发,并把数据管理操作菜单嵌入到计算机辅助设计系统内;3维模型与2维图纸的关联管理通过对模型和图纸进行同步检人和检出操作,解决3维模型与2维图纸的一致性。面向3维计算机辅助设计的产品数据管理系统已经实现并得到实际应用。     

一种三维CAD模型自动语义标注算法

针对三维CAD模型检索中的语义鸿沟问题,提出一种基于局部形状分布及语义概率统计的三维CAD模型自动语义标注算法.采用基于局部形状分布的多尺度特征提取方法获取CAD模型的形状信息,并计算不同模型之间的形状相似度;根据模型样本库中已知的语义分类信息,构建一个基于概率的标注框架对CAD模型进行语义标注,以建立模型形状信息和语义信息之间的联系.实验结果表明,该算法能够有效提高三维CAD模型检索的准确率,检索性能优于仅使用形状信息时的检索结果.     

基于随机漫步图匹配的三维CAD模型相似评价

为了提高三维CAD模型检索的效率,提出了基于随机漫步图匹配的相似评价算法。使用图转化函数消除特征依赖图的末端节点;使用概率归一化函数消除特征间的不合理干扰,实现了对三维CAD模型的高效相似评价。实验结果表明,该方法具有较好的有效性和较高的效率。     

基于工业计算机断层成像技术的三维CAD模型重构方法

为解决复杂形状产品的三维计算机辅助设计模型的重构难题,提出了一种基于工业计算机断层成像技术的三维计算机辅助设计模型的重构方法.首先用工业计算机断层成像技术对产品进行扫描,得到产品切片图像,然后通过切片图像获取体数据;在采用高斯滤波对体数据进行预处理后,使用移动立方体算法重建三维表面,并用顶点删除法和二次误差测度算法简化三维表面;在采用Laplacian算法平滑三维表面后,将三维表面模型保存为STL格式的文件;最后,将STL格式的文件导入到UG中,重构出产品的三维计算机辅助设计模型.实际应用验证了该方法的有效性和正确性.     

金属板材数控渐进成形支撑CAD模型自动生成

为满足金属板材数控渐进成形中支撑制作的需要,提出一种从板材件的计算机辅助设计模型自动生成支撑计算机辅助设计模型的方法。采用STL数据模型,根据板材件曲面曲率的变化和成形过程中板材的减薄规律,计算出成形过程中板材厚度的变化量,通过对STL模型进行不等距偏置,生成了能够自适应板材厚度变化、并能保证挤压工具头与支撑之间合理间距的支撑计算机辅助设计模型。最后,给出了支撑计算机辅助设计模型生成实例。     

复杂近净成形产品CAD模型多视域转换平台

鉴于传统特征识别技术在实现复杂近净成形产品计算机辅助设计模型与其他应用系统间信息共享与集成中遇到的困难,提出了基于全局曲率分析的特征识别算法以及面向多应用领域的层次化几何抽象表达方式。根据产品几何模型中曲面曲率分析的结果,对曲面进行分类和分割以获得与原计算机辅助设计模型相对应的曲率域表示层,并进一步从中识别出独立于应用领域的凸凹特征表示层。通过将不同抽象程度的产品模型表达方式和面向特定领域的知识、规则和算法进行融合,为不同应用领域提供所需的产品信息模型,最终实现产品计算机辅助设计模型在下游各应用系统间的信息共享与集成,并以钣金成形与注塑成形领域中的两个实例,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于材料特征的功能梯度材料CAD模型分层算法

为了利用快速成形技术制造功能梯度材料零件,在分析以往基于设计的功能梯度材料零件计算机辅助设计模型的基础上,提出一种基于制造的功能梯度材料零件计算机辅助设计模型.采用PIC格式存储层片轮廓,存储层片材料分布向量的数据结构为四又树和线性表,材料分布向量精度可调且存储空间可以优化.基于该模型,提出一种新的材料分布向量计算方法,实例证明该方法计算材料分布向量简单.采朋不符合要求的采样点占总采样点百分比λ作为判定依据,比以往判定依据更灵活.基于此削据提出一种基于材料特征的层厚计算方法,实例证明该算法正确、有效.     

基于Solidworks焊管轧辊三维参数化造型系统的开发

讨论了焊管轧辊三维参数化造型系统的原理和关键技术。使用visual Basic6．0对Solidworks进行二次开发，采用基于形状特征技术的参数化绘图方法，实现了焊管轧辊孔型三雏参数化造型系统的开发。该系统能够完成轧辊孔型设计及轧辊零件参数化绘图。