汽车覆盖件设计全流程CAD/CAE系统开发与应用

为解决目前CAD/CAE系统中数据转换精度损失和设计变更引起分析模型重复建模的问题,基于UGSNX平台开发了面向汽车覆盖件设计全流程的CAD/CAE集成系统FASTAMP-NX,该系统完全集成于NX环境,并基于特征造型技术建立了设计和分析相统一的关联参数化模型,避免了数据转换引起的精度损失和重复建模问题.系统求解器基于有限元逆算法和改进的动力显式算法,可应用于产品设计、工艺设计和虚拟试模的全流程,真正实现了"设计-分析-修改-优化"的闭式循环,极大地提高了汽车覆盖件产品和模具设计与分析的效率.     

基于本体的机床高速主轴数字化集成技术研究

为提高机床高速主轴设计的效率,针对机床制造企业在数字化设计系统的过程中如何集成各种信息资源和知识的问题,以机床高速主轴系统设计开发为研究对象,提出了一种基于本体知识的机床高速主轴协同设计集成系统平台框架.系统采用基于本体论的知识建模方法,利用特征参数度量的相似实例检索方法,以及基于实例推理技术、面向设计流程的知识驱动设...     

汽车制造业中的CAD/CAE/CAM集成应用

以研究院所和企业的合作事例为基础,将汽车车身覆盖件拉深模具CAE分析模型的几何信息到通用CAD/CAM平台的顺畅传递,以及应用CAM系统对模具进行数控加工建模与仿真的实现过程做实例,表明了在国内汽车设计制造企业中实现CAD/CAE/CAM集成应用的可行性和有效性.     

基于知识工程复杂产品开发过程的模型研究

 为了提高复杂产品开发的效率,驾驭复杂产品开发过程各个环节相互关联的复杂性,提出一种基于知识工程的复杂产品开发过程新模型.该模型把知识工程理论融入复杂产品开发全生命周期过程中,通过知识推理技术从数据库和知识库中获取相应开发阶段的知识和数据来驱动和指导整个复杂产品开发过程,以更好地重用设计知识.研究了该模型的关键技术,包括复杂产品开发知识处理技术和基于知识的CAD/CAM/CAE/CAPP集成技术,提出了两种知识处理方法,即基于规则-对象-框架的知识处理方法和基于规则-实例的知识处理方法,并研究了相应的推理算法;以知识库、数据库、规则库和实例库为基础,通过PDM,STEP中型文件、规则、实例和知识等,实现CAD/CAM/CAE/CAPP集成.最后,通过数据库技术、编程语言VC# . NET和CATIA软件实现了隧道掘进机（TBM）主机的快速设计系统,有效地减少了隧道掘进机主机开发的复杂性和缩短开发周期,以TBM主机为应用实例进一步介绍该模型的合理性和有效性.     

基于工作流管理的敏捷产品设计资源集成研究

为实现敏捷产品设计,分析了支持敏捷产品设计的资源,研究并开发了基于工作流管理系统的集成产品设计平台,对集成平台内部设计资源的数据集成和应用集成进行研究,利用XML作为平台的数据交换格式,采用Web Service技术作为工作流管理系统和CAD／PDM／知识库系统等设计资源的集成方式,方便了系统的扩展性。以变速箱的上端盖设计为例,证实了集成平台对敏捷产品设计过程支持的有效性。     

应用并行技术实现CAD／CAM的高度集成

传统的CAD/CAM系统由于设计思想本身的局限性,其内部只能达到一种松散的基于数据交换的低水平的集成,产品的设计方法也不符合工程技术人员的设计思路。本文提出了基于全耦合的单一数据模型的并行CAD/CAM系统设计思想,使得CAD/CAM系统内部达到以数据共享为基础的高度集成。并行CAD/CAM系统充分体现了工程技术人员的思维方式及产品设计过程的反复性和协调性。此外,文中还提出广义参数化设计的新概念,它与特征设计方法的有机结合保证了产品模型的完整性和产品设计过程的同步性。特征共享是实现CAD和CAM集成的关键因素。并行CAD/CAM系统应用面向对象软件设计思想,实现了复杂数据模型的内部封装,并为数据模型和功能模块之间提供简单直观的界面。面向对象设计方法是开发并行CAD/CAM系统的有效手段。     

注塑新产品开发中的设计验证

为减少新产品开发中的设计错误,针对技术不确定性假设,综合运用样品技术、实践经验、试验方法、CAD技术、CAE技术,提出了6种设计验证方法.这些方法包括：基于粗略/精确样品的设计验证、基于经验的设计验证、基于实验的设计验证、基于CAD的设计验证、基于加工仿真的设计验证以及基于集成仿真的设计验证.通过注塑制品开发实例,表明这些设计验证方法可应用于新产品开发的概念提出、设计工程、原型测试及试生产阶段.     

木包装CAD／CAE系统开发

通过VisualBasic语言,结合Access数据库,并利用SolidWorksAPI二次开发工具,开发了一套木包装CAD／CAE系统,实现了木包装产品设计、仿真分析以及工艺单自动生成等功能。介绍了该木包装CAD／CAE系统的总体结构和主要功能模块,并通过实例展示了系统的具体应用过程。     

基于知识重用的手机设计需求信息管理方法

 面向大批量定制的产品设计是一个跨领域、跨专业的协同设计过程,设计者不可能掌握所有领域的知识.要加快产品的开发速度,提高产品设计和创新能力,知识的快速获取和运用是关键.针对手机产品的设计特点,提出一种满足客户需求的知识重用设计体系,其包括可重用的设计知识、创新知识、产品建模和物料清单,并应用于集成设计信息CAD系统.为手机产品快速更新换代,功能越来越强大,而开发周期越来越短的矛盾提供了一种有效的解决方案.     

基于模板的港口码头三维结构CAD/CAE集成技术

针对港口码头结构CAD几何模型生成CAE单元模型,工程荷载CAD模型创建CAE荷载模型,和CAE分析结果与CAD模型的关联关系等问题,利用模板的模型独立性、规则性和可执行性等特性,研究了基于模板的港口码头三维结构CAD/CAE集成技术,定义了截面草图、三维实体和构件等多种CAD建模模板,定义了机械草图和荷载等多种荷载建模模板,定义了CAE分析规则,实现了CAD几何模型自动生成CAE单元模型的功能,定义了荷载转换规则,实现了工程荷载CAD模型自动创建CAE荷载模型的功能,定义了整体模型模板,建立CAE分析结果与CAD模型的多对一关系,以此实现了港口码头三维结构CAD/CAE集成系统,大大提高了港口码头的设计效率,降低了设计人员的设计难度,减少了设计错误。     

基于STEP的CAx信息管理与系统集成的研究

结合制造业实施CIMS的整体设计要求，提出了基于STEP集成技术设计新型CAx信息管理与集成系统（CAx-IMIS)的基本构架，全面分析了这一系统应具备的基本功能，以Pro/E工具软件为基础，建立、管理零件信息模型，基于SDAI生成STEP中性文件实现数据交换的基本思路，探讨了在产品全生命周期内产品数据在CAx系统间的交换与共享。     

汽车驱动桥系统模态综合动力学建模与分析

提出一种汽车驱动桥系统的模态综合动力学建模与分析方法,采用非线性轴承单元实现传动系模型与桥壳模型的耦合建模,采用模态综合法对驱动桥各部件的有限元模型进行缩维变换,能够在准确模拟驱动桥系统动力学特性的同时大大缩减系统模型规模,从而快速准确地实现驱动桥系统的静力学非线性求解和动力学分析。以准双曲面齿轮有限元接触分析求得的动态啮合力作为系统激励,计算驱动桥系统的动力学响应,并进行试验验证,数值计算结果能够准确体现准双曲面齿轮动态啮合力激励下的驱动桥系统动力学特性,有效指导驱动桥的减振降噪设计。     

汽车覆盖件自由曲面特征识别算法研究

特征技术应用于汽车覆盖件冲压工艺CAPP系统被认为是提高汽车覆盖件制造水平,并逐步实现CIMS的关键.应用特征识别技术,从CAD系统中识别出CAPP系统所需要的信息,将为工艺设计提供丰富的信息.通过汽车覆盖件自由曲面特征识别技术研究,提出了一种新的基于规则的特征识别算法,实现了从自由曲面模型识别出两种最基本的特征,孔类和翻边类特征.以UGII软件为平台,开发了汽车覆盖件零件模型自动特征识别功能,基本上解决了基于特征的覆盖件冲压工艺CAPP系统信息输入问题.     

面向定制的液压机可适应产品平台构建方法研究

基于可适应设计理论研究了汽车门盖包边液压机系列产品的可适应产品平台构建方法,构建了包括CAD和CAE模型以及工艺的液压机可适应模块,使用实验设计技术（DOE）分析了模块的各个设计变量对产品性能的贡献值;综合DOE分析结果和单机产品优化结果确定了液压机的公共设计参数和个性设计参数,在产品族优化的基础上构建可适应产品平台,并给出了汽车包边液压机上横梁可适应产品平台构建的实例．     

汽车三维在线展示与虚拟试驾系统研究

目的针对在线汽车营销方式交互性、沉浸感差等问题,提升汽车网络化营销的交互体验性能。方法基于Unity3D平台,利用C#和My SQL数据库设计了汽车三维在线展示与虚拟试驾系统,采用显示层、应用层、数据层的三层体系结构,主要包含4个功能模块,分别为用户信息管理、汽车三维展示、虚拟试驾和试驾报告。依据SAEJ1100标准建立腿部空间测量模型,提出在虚拟试驾系统中腿部空间舒适性评价方法,并且基于实测数据构建虚拟试驾过程中的油耗预测模型。最终,建立较为真实的汽车试驾模型,同时确保试驾系统的流畅性和联机试驾的可操作性,实现系统的开发。实验验证系统的应用效果较好。结论汽车三维在线展示与虚拟试驾系统有效提高远程人机交互体验性能,为用户充分了解所选车型的特点和性能搭建了新型平台。     

Estimating machining-related energy consumption of parts at the design phase based on feature technology

To overcome the difficulties in previous researches about energy-efficient design of parts, a method to estimate machining-related energy consumption of parts at the design phase is proposed. The binary tree is constructed to describe the structure of a part, and each node in the binary tree represents one feature in the part. The material embodied energy, theoretical cutting energy consumption and air-cutting energy consumption of a feature can be calculated based on its design and manufacturing parameters. At the design phase, manufacturing parameters of a feature can be obtained by the method of feature mapping from design parameters. By adding up above three types of energy consumption, total energy consumption of a feature can be calculated. Further, by adding up total energy consumption of all features in a part, the energy consumption of this part can be estimated. The proposed method was demonstrated by estimating the energy consumption of a shaft part designed by an auto parts manufacturer, and meanwhile the measured energy consumption of the shaft part was acquired by experimental measurement. The estimation accuracy is analysed and verified by comparing the estimated value and measured value.     

Lightweight design of vehicle components based on strengthening effects of low‐amplitude loads below fatigue limit

A new lightweight design method for vehicle components is proposed based on the strengthening effects of low‐amplitude loads below the fatigue limit. The new method is technically based on the strength feature of strengthening and damaging of vehicle components under loading spectrum, while combining dynamic strength equations with the residual strength of vehicle components. It ensures the maximum exploitation of the material's strength potential and fully realises the lightweight design of vehicle components at a low cost. As an application of the new lightweight design method, a light truck's front axle was redesigned. The lightweight potential of the front axle was first estimated by fatigue and static strength experiments of four‐point bending. Then the lightweight design was realised by finite element analysis and experimental results. The weight of this front axle was reduced by 5.5 kg.     

采用图分解的特征识别算法研究

CAD/CAE模型转换,其关键在于如何将模型分解为最简单元,这些单元往往具有相近的网格划分属性,可以方便估计计算误差和计算时间。基于此提出了基于图分解的特征识别算法,对属性邻接图进行分解,根据分解后的属性邻接图中的连通分量生成体特征。该算法不再局限于特征类型,只要合理控制顶点的可分解性判断就可以得到期望的模型分解结果;同时该算法可以获得体特征,使得可以在特征这一粒度上进行特征删除和替换,以方便地完成模型的简化。