集成环境下创新产品进化设计技术研究

从创新性与重用性相结合的角度探索集成环境下创新产品设计概念和设计过程的发展规律,系统地提出了基于语义单元的创新产品进化设计理论和方法,深入地研究了产品运动进化设计、装配进化设计、结构进化设计和重用进化设计中的关键技术,并结合企业具体应用,将上述理论应用于实际产品开发中,取得了良好的效果。实例研究结果表明,该设计方法可使设计者更直观自然地在高层次的语义层上表达产品设计信息,实现了对计算机辅助创新设计的支持。     

集中联动式分区沼气池设计

针对农村有机废物难处理、分布分散、传统户用沼气池使用率较低等问题,设计了一种新型沼气池,其内部结构分区,具有保温和增温功能,适用于广大农村地区。该设计既为农村地区的厕所粪污、禽畜排泄物、易腐垃圾和农作物秸秆等有机废物处理提供了有效途径,避免了有机废物季节性堆积,又为家庭提供了清洁能源,在一定程度上实现了对有机废物的无害化处理和资源化利用。     

进化驱动型产品创新设计方法研究

分析了市场竞争中产品"适者生存"的规律,提出新的产品创新设计方式--进化驱动模式.该模式强调:为适应市场竞争,在未发现潜在市场需求之前,产品应先行进化.基于该模式,构建了进化驱动型产品创新设计方法.该方法采用"结构→功能"的设计过程,以组件和变量作为结构遗传信息,构建产品基因及产品基因组.采用5种进化策略对产品基因组树进行进化操作;体系化并导向性地辅助设计人员进行产品创新设计.最后对该方法进行了实例演示.     

绝热式喷嘴的结构与设计

多浇口流道板的喷嘴分绝热式和加热式两种。根据液态塑料在喷嘴中的流动情况和结构特点,绝热式喷嘴又分为以下三种: 一、直通绝热式喷嘴这种喷嘴的结构如图1所示。喷嘴孔7与     

基于特征几何体的零件进化设计基因组研究

为提高零件进化设计的效率和利用已有的产品数据资源,以得到大规模初始种群,提出了一种基于特征几何体应用程序接口函数的零件基因组模型.特征几何体作为基因通过参数和拓扑变换自我调整,具有自主性;特征基因借助它们之间的拓扑连成零件基因组.在ACIS平台上,应用程序接口函数作为特征几何体及其拓扑的基因符号表示,比索引式编码直接和规范.通过手机模型的进化试验,验证了这种基因组构造方式的有效性和可行性.     

模拟电路自动设计的多目标自适应进化方法

滤波器等模拟电路在仪器仪表中起着不可替代的作用,但手工设计步骤繁琐且精度较低.进化设计可实现电路自动设计和优化.在此所提出的改进遗传算法,利用支持元件种类变化和取值规格化的编码--解码方案,基于Pspice仿真的多目标评估方法,基于平均适应度的遗传参数自适应策略等,可自动调整电路结构和优化元件取值,得到具备预期特性的电路,并且显著提高进化的速度、规模和实用性.有源滤波器等实验结果证明了该方法的有效性.     

机械加工零件结构的合理设计

在生产实际中,设计者对机加工工艺疏乎,造成零件结构设计不合理是常有的事。本文着重通过一些图例来探讨在机械加工过程中零件结构的合理设计,为设计者提供一些借鉴,从而在设计中尽可能加以避免,以得到较好的经济效果。     

基于功能构造的复杂产品进化设计基因模型

针对现阶段进化设计方法在设计理论上的不足,探索对进化设计模式以及进化设计系统进行完整描述和统一表达,给出了一种面向功能需求适应性设计模式的框架结构。以设计产品的功能构造为核心,利用功能矩阵将其需求进行数字化和形式化描述,对功能基因进行统一表达,通过模型协议规范复杂产品进化设计的相应过程,建立起进化设计的基因模型,并实现对织布机开口机构的设计。     

集成环境下创新产品进化设计技术研究

随着世界经济一体化的发展,任何的企业或者技术想要发展都离不开大集成的环境。针对这个现象,本文针对企业产品中技术创新为例,阐述了如何在集成环境下更好地与之融合和进行更好地发展创新。     

基于共生进化原理的功能结构设计

从生物的共生进化模式得到启发,从设计认知的高度,系统地总结了基于共生进化原理的共生功能之间的关系,包括“提供作用条件”关系,“消除有害副作用”关系和“消除有害环境影响”关系三类。这些关系为系统地解决创新设计中基于可行原理解的功能结构设计问题奠定了基础。在此基础上提出了集成原理方案设计和功能结构设计的计算机辅助概念设计的进程模型。该进程模型能根据实际创新设计环境以及候选原理解的作用条件、副作用和环境影响,在求解过程中动态地生成待求产品的功能结构,符合设计师的思维习惯。最后给出了模型应用实例。     

面向概念设计的复杂结构零件设计可重用方法

针对零件库中复杂结构零件难以分类和检索问题,提出一种基于概念零件结构定性模型的零件设计可重用方法。将联结面和功能面分别抽象为装配元符号和功能元符号,连接元符号实现装配元符号和功能元符号的连通并表达零件的结构构形。通过将零件上功能表面之间的相对位置、朝向以及拓扑关系抽象成定性符号集合,建立了概念零件结构定性模型。讨论了概念零件结构相似度的计算方法,在借鉴化学数据库中化合物检索算法的基础上,提出了结构图匹配和结构图相似的相似零件查找机理。并以减速器箱体为例验证了方法的有效性。     

STRUCTURE DESIGN OF THE BEIJING SPECTROMETER Ⅲ BEAM PIPE

The Beijing spectrometer Ⅲ （BESⅢ） beam pipe is in the center of the BESⅢ, which is the detector of the upgrade project of Beijing electron and positron collider （BEPC Ⅱ）. Electrons and positrons collide in the BESⅢ beam pipe. According to the demands of the BEPC Ⅱ, a key program of Chinese Academy of Sciences, the BESⅢ beam pipe is designed based on the finite elements analysis. The BESIII beam pipe is installed in the inner cylinder of the BESⅢ drift chamber. As a vacuum tube, the BESIII beam pipe is designed as 1 000 mm in length, 63 mm in inner diameter and 114 mm in outer diameter, respectively. The BESIII beam pipe consists of a central beryllium pipe cooled by EDM-1, the oil No.1 for electric discharge machining, and two extended copper pipes cooled by deionized water （DW）. The three parts are jointed by vacuum welding. Factors taken into account in the design are as follows. ① The wall thickness of the central beryllium pipe should be designed as small as possible to reduce the multi-scattering and improve the particle momentum resolution. And the wall thickness of the extended copper pipe should be designed as large as possible to protect the detectors from the backgrounds. ②The BESⅢ beam pipe must be sufficiently cooled to avoid the damage and prevents its influence to the BESⅢ drift chamber （DC） operation. The inner surface temperature of the DC inner cylinder must be maintained at 293±2 K. ③ The magnetic permeability of the materials used in the BESⅢ beam pipe must be less than 1.05 H/m to avoid large magnetic field distortions. ④ The static pressure of the vacuum chamber of the BESⅢ beam pipe must be less than 800 μPa. The simulating results show that the designed structure of the BESⅢ beam pipe satisfies the requirements mentioned above. The structure design scheme is evaluated and adonted hv the headouarters of BEPCⅡ.     

结构断裂可靠性"等损伤设计”方法及其试验研究

简述断裂可靠性设计的发展历程,提出用于结构断裂可靠性设计的"等损伤设计”概念与原理,建立了用于结构断裂"等损伤设计”的p-σa-σav-N曲面和断裂γ-p-σa-σav-N曲面方程.根据此设计方法,对结构进行断裂可靠性设计,更能保证结构使用安全、可靠、重量轻.经试验研究,按此方法设计的构件能在指定设计寿命下"等损伤”破坏.     

机械系统概念设计自动化方法

给出了一种基于设计规则的机械系统概念设计自动化方法。该方法体现了发散思维创新设计思想,依赖符号方案推理器来实现。符号推理器主要由设计规则定义、图形载体库、构件相似性判定及符号推理四部分组成。通过定义设计规则,选择图形载体,对图形载体进行并、或、非的逻辑运算,邻接、重叠、拓扑性的关系运算,系统可以自动地获得概念设计符号方案。镶嵌于推理器内部的构件相似性分析组元,对图形载体各构件进行相似性分析,避免了冗余方案的产生,能够得到符合设计规则要求的全部设计方案。通过细化设计规则,使概念设计具有收敛性,并且可以得到优化的设计方案。该方法适用于一般复杂机械系统的概念设计。     

大型岸桥结构的轻量化技术研究及应用

大型岸边集装箱桥式起重机(简称岸桥)是重要的港口机械,钢材用量是影响岸桥成本的主要因素,因此,轻量化是岸桥设计制造的关键技术。首先建立岸桥的参数化动力学模型,分析岸桥的载荷特性,并进行有限元强度分析;在此基础上参数化提取金属结构中危险单元的应力和危险节点的变形,以强度、刚度和第一阶整体模态频率为约束条件,对岸桥金属结构进行轻量化设计,在满足设计要求的情况下得到岸桥的轻量化设计方案。优化结果表明,所提方法可以在不降低岸桥强度和刚度性能的条件下,岸桥钢结构重量减少5.75%,质量和应力分布更加均匀、合理,显著改善了经济性,同时计算得到的大梁的疲劳寿命也满足设计要求。     

STRUCTURE PARAMETERS DESIGN AND PERFORMANCE TEST OF FUEL INJECTION SYSTEM

Based on the numerical simulation analysis, structure parameters of the high pressure fuel pump and common rail as well as flow limiter are designed and the GD-1 high pressure common rail fuel injection system is self-developed. Fuel injection characteristics experiment is performed on the GD-1 system. And double-factor variance analysis is applied to investigate the influence of the rail pressure and injection pulse width on the consistency of fuel injection quantity, thus to test whether the design of structure parameters is sound accordingly. The results of experiment and test show that rail pressure and injection pulse width as well as their mutual-effect have no influence on the injection quantity consistency, which proves that the structure parameters design is successful and performance of GD-1 system is sound.     

轴流式涡轮增压器涡轮叶片的优化设计

对轴流式涡轮增压器涡轮叶片进行参数化建模,针对叶片设计提出一种基于多学科的优化方法,并建立一个优化平台.优化平台采用多学科优化设计工具iSIGHT集成NUMECA、ANSYS以及自编的离心应力分析程序,在气动、结构以及振动三个学科内对轴流式增压器涡轮叶片进行化设计.优化的实例表明,这种方法提高了增压器涡轮的整体性能,可以应用在叶片设计以及整个增压器的设计中.     

车身结构振动与车内噪声声场耦合分析与控制

车内低频噪声直接影响其乘坐舒适性,应用有限元和模态分析技术对汽车车身结构振动和车内噪声耦合问题进行了研究,利用有限元法找出车身结构动态特性和空腔声学特性,与试验模态结果进行比较,两者在低频范围内基本一致。在此基础上,应用声—固耦合理论对该车身结构振动与车内噪声耦合进行了研究,得出的结论为降低由结构振动引起的车内低频噪声提供了理论依据。