共用性设计及其在工业设计中的应用

阐述了共用性设计的概念,分析了共用性设计产生的原因,探讨了共用性设计的原则。在此基础上,分析了共用性设计和工业设计的关系。以洗衣机为例,说明共用性设计在工业设计中的应用。     

基于分形思想的产品设计过程建模

针对复杂机电产品设计过程的复杂性和动态性,借鉴分形思想,用设计任务—设计参数关联矩阵表示产品设计过程,提出了分形设计单元的概念。根据分形设计单元的自相似和动态性的特点,构建了设计过程的分形设计单元模型。研究了由初始关联矩阵寻找种子设计参数,设定许用引力系数,循环分解,形成分形设计单元模型的方法。以某送料机的机电一体化接头的设计过程为例,阐述了分形分解方法的过程,验证了分形设计单元模型的可行性。     

公理化设计矩阵与设计结构矩阵同步演化机制研究

针对公理化设计与设计结构矩阵二者之间具有互补性的特点,提出了公理化设计矩阵与设计结构矩阵同步演化的设计思想,具体研究了公理化设计矩阵与设计结构矩阵同步演化的内在机制,包括同步演化的步骤与相应的算法。重点在于提出了复合矩阵的新概念,以此作为公理化设计矩阵转化为相应设计结构矩阵的桥梁。同时,通过具体案例阐述了公理化设计矩阵与设计结构矩阵之间同步演化的过程。     

设计教育学研究

解析了一些设计教育学方面的认识问题,探索了设计思想的来源、设计的学习与教育的方法。指出了设计专业人员应具备的知识结构,展望了设计的未来。     

多级2K-H行星减速器设计系统的开发

分析了多级2K-H型行星齿轮减速器的设计特点,提出用编程实现自动设计的方法。采用分层的方法建立了系统的结构框架,介绍了动态的设计流程,设计了程序关键类和关键流程的算法,开发了软件系统。通过合理设计流程上的用户介入点,在自动设计过程中,用户可更改设计选项和参数,得到合理的设计,达到软件系统的智能设计与定制设计的统一。通过机构的运动仿真,使用户能快速直观地观察到设计结果。该系统减轻了设计人员的劳动强度,缩短了新产品的开发周期,具有一定的应用价值。     

堆垛机金属结构三维变型设计研究与实现

针对堆垛机金属结构设计现状,提出了面向设计重用的堆垛机金属结构三维变型设计原理。研究了形状特征、零件、部件、产品四种层次的产品变型设计,阐述了设计过程和设计文档两类重用设计方式。分析企业已有产品设计实例,利用Visual Basic6.0、Access2003、SolidWorks2010开发设计工具,开发了堆垛机金属结构的产品设计平台,可以实现堆垛机金属结构的系列产品三维变型设计;经企业设计使用,提高了设计效率三倍。     

基于时间Petri网的实时并行设计过程建模研究

分解与重组基于特征的零件设计与工艺设计的并行过程 ,实现了基于特征的零件设计与工艺设计的实时并行 ;通过增加设计小循环次数来减少设计大循环次数 ,从而减少设计的反复过程和缩短产品开发周期。建立了基于时间Petri网零件设计与工艺设计的实时并行过程模型 ,通过计算设计循环时间 ,定量分析了实时并行过程的时域性 ,理论分析与实际基本一致 ,为实施产品实时并行设计方法提供了可靠的理论依据。     

基于知识重用的除氧器快速设计系统

除氧器设计时由于客户定制成分较多,一般采用根据订单个性化进行设计的方法,因此存在设计错误多、设计周期长的问题。为更有效地利用已有的除氧器设计知识来提高设计效率,分析了除氧器产品的结构特点和设计知识特点,提出了除氧器产品的整体和功能模块知识的表达方式,并给出了功能模块的产品配置和范例推理规则。进一步分析了除氧器配置设计知识的组成及实现配置的方法,采用基于产品配置和范例推理技术,建立了一个基于知识重用的除氧器快速设计系统,并给出了Tryout300MW3800型除氧器设计的应用实例。实践证明,应用此快速设计系统使得设计速度和正确度大大提高,满足了设计要求。     

汽车整车逆向设计内容总结及正向设计流程探讨

分析了逆向设计与正向设计的差异,给出了逆向设计的一般流程,并结合汽车设计特点,论述了汽车逆向设计对于企业积累设计知识、明确产品定位、实现快速开发的重要性,在此基础上,将汽车逆向设计工作按内容不同细分为几个阶段,并概括总结了汽车逆向设计各阶段的主要内容。分析指出了如果汽车设计开发中逆向和正向设计之间流程设置不当,将不可避免地会给汽车正向设计带来隐患,并给出了融合汽车正向设计与标杆车逆向设计的流程建议。     

设计的哲学思考

探索设计哲学寻求设计普通规律,可以推动无所不在的设计向更全面更深入的发展。文中对设计在中华文明中重要地位,设计的普遍性,设计推动了人类文明发展,设计与创新相互依存,知识和创造性思维是设计的基石,设计的关键是设定目标提出计谋,设计的系统性,设计的统一性,设计是不断发展变化以及设计的价值性等10个问题进行了阐述,对于设计哲学内涵作了较为全面讨论,可以引起大家对设计科学的重视和推进设计科学的发展。     

基于MATLAB的机床主轴结构优化设计

介绍了机床主轴的结构,建立了以质量最轻为目标函数的优化模型,运用MATLAB优化工具箱中的fmincon函数对其进行优化设计。通过对已有的机床主轴实例进行优化求解和分析,对比优化前后的数据信息,表明优化之后的机床主轴质量更轻,且编程简单,设计效率高。最后绘出了实例的各设计变量和目标函数之间的关系图,并对MATLAB求优的特点进行总结。     

MATLAB优化工具箱在机械优化设计中的应用

基于优化设计理论,建立了以人字架机构的质量最小为目标函数的优化数学模型。应用MATLAB优化工具箱,对人字架机构优化实例进行求解。通过对优化结果的研究和分析,表明优化编程简单,设计效率高。说明了应用MATLAB优化工具箱中的fmincon函数求解约束非线性优化问题的思路和方法,并给出了人字架机构的目标函数图形、约束函数图形以及MATLAB求优的具体步骤。     

基于MATLAB的高次多项式凸轮型线优化设计

动力凸轮型线的设计十分重要,以高次多项式凸轮型线为例,在基于丰满系数和磨损设计多目标函数情况下,利用MATLAB及其优化工具箱(optimization toolbox)对目标函数数学模型进行优化求解。应用MATLAB的优化函数提供的强大计算功能,确定了凸轮型线高次五项式函数中的系数,并能快速找到目标函数的优化值。显著提高了型线优化设计的速度和精度,还可根据实际情况灵活地调整权重系数W1和W2的值的大小,计算方便快捷。在与传统设计方法比较结果表明,经优化设计,提高了动力凸轮的丰满系数,降低了凸轮型线的磨损。     

基于Matlab的四杆机构优化设计简介

介绍了Matlab优化工具箱的使用方法和在机械优化设计中的应用。通过分析,建立了四杆机构优化设计的数学模型,并用Matlab优化工具箱实现了四杆机构优化设计,提出了MATLAB进行机械优化设计的一般方法和步骤。     

基于MATLAB的多级齿轮传动核心参数的优化方法

为了解决多级齿轮传动系统设计周期长、计算繁琐和尺寸庞大等问题,分析了多级圆柱齿轮传动系统设计过程,以影响该传动系统的核心设计参数为优化设计变量,导出系统整体占用面积最小的目标函数和相应的约束条件,形成相应的最优化数学模型,结合MATLAB的优化工具箱完成了该优化设计的求解,并得到实例验证。结果表明,该优化思想可使多级齿轮传动系统的整体占用面积减小28.51%。     

基于MATLAB铣削动力头中蜗杆传动的优化设计

基于MATLAB的优化理论,将优化原理运用到铣削动力头中单级蜗杆传动的优化设计,在满足使用要求条件下,蜗杆蜗轮啮合中心距为最小,以达到结构紧凑、传动效率高的目的,铣削动力头外形结构尺寸、重量随之减小.建立了4个设计变量,16个约束条件的单目标优化设计数学模型.利用MATLAB的优化工具箱中的fmincon函数处理含有连续和离散变量的单目标多变量优化设计问题,不需编写大量算法程序,提高了设计效率,算法可靠.运算结果表明,优化设计方案与常规设计方案相比,中心距减少了23％,充分显示了优化设计的效益和应用价值.     

基于MATLAB优化工具箱的机械优化设计

以齿轮减速器为例,介绍了MATLAB优化工具箱在机械优化设计中的应用,根据减速器的设计要求和特点,建立了减速器的优化设计数学模型,以减速器体积最小进行了优化。利用MATLAB优化工具箱来求解机械优化问题,具有编程简单、可靠性好、效率高的特点。     

MATLAB在并联机器人结构尺寸优化设计中的应用

针对并联机器人结构尺寸优化设计的问题，提出了以MATLAB及其提供的优化工具箱代替传统编程的方法，该方法具有编程简单和调试方便的优点，能方便求出优化参数，具有广泛的应用前景。     

基于可靠性的斜齿轮传动多目标优化

在可靠性的基础上建立斜齿轮传动的多目标优化教学模型,结合实例,对减小体积和保证传动平稳的两个目标联合进行优化,并用MATLAB优化工具箱进行了求解,优化结果令人满意,这对于齿轮传动的设计具有很大的参考价值.     

三级斜齿圆柱齿轮减速器优化设计

传统的减速器设计以设计者的经验为基础,设计方案往往不是最优的,而对于三级斜齿圆柱齿轮减速器的设计,这一缺点更突出。为保证齿轮的承载能力和性能规格,实现三级减速器的体积、重量最小,文中以优化设计理论为指导,以各级齿轮中心距之和最小为目标函数,通过变量的选取、约束条件的确定,建立了三级斜齿圆柱齿轮减速器的优化设计数学模型,借助MATLAB优化工具箱寻优计算,简化了复杂的编程,提高了设计效率和质量。