产生多个设计方案的键合图方法

计算机辅助设计中的一个重要问题是如何产生多个设计方案。本文提出通过扩展给定的键合图产生多个设计方案的方法。     

基于矩阵的多功能产品概念方案求解方法

为将两个单功能产品集成为一个多功能产品,研究了一种基于矩阵的概念方案求解方法。将产品的总功能分解至元功能,元功能用功能基表示,并分为基础功能、应用功能、附加功能三类;分析了产品功能模型,量化了功能相似性,构建了输入流相似矩阵、输出流相似矩阵和功能相似矩阵,定义了矩阵运算规则和过滤规则,从而计算并简化了功能相似总矩阵;构建了功能—元件矩阵,然后使之与功能相似总矩阵计算,得出两个单功能产品的元件关联矩阵;分析了关联矩阵中的元件关系,通过丢弃、保留或修改部分元件,获得了多功能新产品的设计方案。分析了便携式吸尘器和剃须刀的功能相似性和元件关联性,通过所提出的方法获得了一种新型剃须刀的概念方案,验证了该方法的有效性。     

基于信息公理的混合型多属性产品方案评价

研究了指标属性值包含实数、区间数和模糊数的混合型多属性产品方案评价问题,考虑了评价指标设计范围不确定的情况,提出了一种基于信息公理的评价模型,并给出了具体的评价方法和步骤.通过确定每个方案各指标满足功能要求的概率,计算各方案的信息量,以信息量为统一测度比较方案间的优劣程度,实现方案的优劣排序.决策者不必给出各评价指标的权重,也不需要对决策矩阵进行规范化,从而为解决混合型多属性评价优选问题提供了一条新的途径.以汽车起重机综合评价为例,说明了信息公理的混合型多属性评价方法的可行性.     

基于功能分解的机械产品概念设计

工程设计问题常采用功能分解,功能分解的核心是采用了功率键合图,通过分析工程系统功能关系确立待设计系统物理参数;根据系统中能量传递建立系统转换模型,并将该模型转化为功能参数转换矩阵,通过附加约束推理出功能方法树;建立系统匹配元件库,给出评估因素,确定匹配关系,并结合专用塑料盒封切机传动系统设计讨论软件自动生成功能方法树,产生多个设计方案及方案评估的关键技术。     

基于键合图的多体系统耦合动力学的发展及现状

介绍了键合图理论及应用研究的概况,阐述了键合图理论在多能域耦合系统全局动力学的研究中所占有的重要地位。详细地阐述了基于键合图理论的多体系统耦合动力学的发展及现状,包括多体系统键合图模型的建立方法、多体系统键合图模型中微分因果环的解耦策略、系统状态方程及运动副约束反力方程的计算机辅助建立方法等重要问题。     

基于双因果键合图法液压系统故障诊断

利用解析冗余关系方法对系统进行故障检测和隔离的关键是建立解析冗余关系式。基于功率键合图法对多领域复杂动态系统建模的优势建立阀控马达液压系统的键图模型,加入观测信号和高斯白噪音后,建立系统双因果键合图诊断模型。根据所选双因果键合图元的因果路径关系得出系统的解析冗余关系式,并建立具有残差变化方向的故障特征矩阵。系统单一故障时,通过比较观测特征与故障特征可快速实现系统的故障诊断和隔离,表明该故障诊断方法是可行和有效的。     

功率键合图在机械产品概念设计中应用

分析了机械工程系统的功能关系确立待设计系统的物理变理，利用键合图的基础元件建立基本功能转换矩阵，根据机械系统中能量传递建立系统矩阵模型，采用人工智能技术自动生成功能方法树，产生多个机械传动系统设计方案，并结合电动静态注射器的设计说明其应用。     

基于矩阵变换的多刚体系统振动分析符号建模

针对复杂多刚体系统振动分析问题,提出一种基于矩阵变换的符号建模方法.采用矩阵和矢量对刚体质量惯量、弹簧-阻尼连接参数、约束和空间运动状态进行整体定义,使符号推导简捷明了.将振动状态下刚体小位移线性化,通过线性变换描述不同点相对于不同坐标系位移之间的关系.分别针对无约束和开环约束多刚体系统采用拉格朗日方法导出适于作控制和振动分析的线性常微分方程,揭示了两组方程与表征系统约束拓扑信息的系统约束坐标变换矩阵之间的关系.进一步阐述一般开环约束系统中系统约束坐标变换矩阵的构造方法.数值仿真和试验结果验证了该方法的正确性和有效性.     

基于因果行为模型的机械运动系统方案求解

从机械运动系统的多能复合特征出发,提出了基于因果行为模型的方案求解方法.采用键合图建模运动行为语义,提取了输入输出的能量类型、变化与约束特征.通过有向图联结基本行为,建立因果行为模型来描述系统的复杂行为.建立了相应的方案求解过程模型,其中方案创新主要通过正向推理组合基本元件,方案变型则通过在约束下扩展行为模板实现.最后,以工业高速平头锁眼机运动方案为例,验证了该方案的可行性.     

机械系统的运动传递与变换矩阵分析方法

提出一种机械系统运动变换的矩阵分析方法 ,建立了机构和机械系统运动类型变换、方向变换及运动变换的大小和特征的数学模型。定义了基本机构运动类型变换矩阵、运动方向变换矩阵 ,引入运动传递函数来表征运动的大小及特征 ,阐述了传递函数与运动方向变换矩阵的内在联系 ,讨论了其相应性质 ;综合运用运动类型与方向变换矩阵以及运动传递函数分析多个基本机构串联组成的机械系统所具有的类型、方向与运动特征和性质 ,建立了机械系统运动变换的统一数学模型 ,并给出计算实例。     

利用奇次变换矩阵进行运动学正问题分析

利用 4× 4阶奇次变换矩阵进行机器人位姿分析非常方便 ,但是在进行速度、加速度分析时常规的方法却是利用 3× 3阶旋转矩阵和 3× 1阶的位置矢量。探讨了利用奇次变换矩阵进行速度、加速度分析的一般方法 ,并用实例对所推导出的算式进行了验证     

基于方向变换矩阵的三维装配草图生成方法

针对求解方案设计获得的可行方案的空间布局及可视化表达问题，提出了三维装配草图的一种自上而下设计方法，建立了方向变换矩阵，并通过其分解描述子装配体在空间的布局。基于三维实体造型平台，提出了相应的算法加以实现。通过一个设计实例验证该生成方法及算法可行、有效。     

共享三维变换矩阵的模具工艺协同关键技术研究

分析了网络环境下模具协同工艺设计的关键技术,对比研究了三种工艺协同浏览方案及其开发技术,提出了共享三维变换矩阵的模具工艺协同浏览解决方案,讨论了共享变换矩阵的协同浏览原理,对模具网络协同工艺会商系统中异构CAD数据的轻量化中性交换模型选择、调用及控制方法进行了研究。设计了基于新方案的模具工艺协同设计系统功能框图,采用Java 3D技术开发了模具工艺协同原型实验系统。对三维变换矩阵、工艺白板、工艺命令流等封装、组播和提取过程进行了详细描述。该技术为多工艺专家协同完成大型复杂零部件成形模具工艺设计提供了技术支撑。     

浅谈概念设计在机械产品中的应用

本文主要介绍了机械系统概念设计的基本原理,以及它在一种玻璃深加工机械创新设计上的应用过程。     

TRIZ理论及其在机械产品创新设计中的应用

介绍了TRIZ理论的产生和发展、冲突的定义和相关的解决原理。并结合计算机辅助创新软件，通过实例说明了其在机械产品创新设计中的应用。最后，提出了TRIZ理论在我国制造企业的推广策略。     

机械系统原理的能量表达方法

原理表达是原理方案设计的首要问题 ,不仅要求能够抽象出物理原理 ,而且还需支持定常和非定常的设计任务。首先建立了机械系统的能量交互模型 ,描述了系统的能量转换关系 ;在此基础上 ,导出了原理方案设计的表达模型 ,转换原理方案设计为能量函数求解问题 ;运用键合图语言描述了机械系统包含的能量关系 ,给出其能量函数 ;最后 ,分析了该能量表达方法的特征 ,并结合具体设计实例说明其应用。     

设计结构矩阵在机械协同设计中应用

介绍协同设计中设计结构矩阵的构造及应用,通过设计结构矩阵,可以深入了解设计行为,提高设计效率。     

机械传动方案设计的状态空间法

以状态空间为纽带，将机械传动的原理运动方案与结构方案结合在一起，实现了计算机辅助方案设计的集成。在原理运动方案求解时通过扩大功能需求描述，引入相应的优化技术，实现了分解级数的自动确定，有效地界定了原理方案的解空间，避免了解的组合爆炸和众多无意义解的生成；由传递函数确定的结构集合的卡氏积运算实现结构的多方案设计，为相关设计提供一种新思路。