面向增材制造产品的全生命周期绿色设计平台研究

围绕增材制造产品全生命周期,以其绿色设计为主线,开展面向增材制造产品的绿色设计相关技术研究,构建绿色设计信息数据库、设计框架以及设计资源共建共享平台.形成增材制造产品绿色设计与制造一体化工艺技术创新,推进高性能、轻量化复合绿色材料的应用.通过制定增材制造绿色设计标准,对增材制造产品生命周期优化设计作出评估分析,打造更具数字化绿色设计平台.     

基于增材制造的设计理论和方法研究现状

介绍了增材制造(3D打印)的概念和特点,并结合该技术的发展背景,从增材制造设计理念的形成、增材制造设计的基础晶胞单元结构研究和增材制造拓扑优化设计分析软件及应用等3个主要研究领域,详细介绍了基于增材制造的设计技术在国内外的发展现状及趋势,并结合我国航空航天产品的结构特点和发展趋势,对基于增材制造设计的研究方向提出了几点建议。     

面向增材制造的拓扑优化设计模块分析

拓扑优化是设计高性能、轻量化创新性结构的重要方法,增材制造技术采用逐层累加方式制备零件,使复杂拓扑结构的制造成为可能,二者结合具有天然的优势.为进一步深化拓扑优化在工程领域的应用,开发面向增材制造的拓扑优化设计模块势在必行.对Autodesk Netfabb、Altair Inspire、Sie-mens NX和PTC...     

增材制造(3D打印)技术发展

增材制造技术俗称3D打印技术,是近30年快速发展的先进制造技术,其优势在于三维结构的快速和自由制造,被广泛应用于新产品开发、单件小批量制造.本文介绍了增材制造技术设备和应用情况,阐述国内外增材制造技术发展现状,说明增材制造技术发展趋势和关键技术.     

面向制造的防错设计研究

分析了防错技术的应用现状和缺陷,首次提出面向制造的防错设计的概念,指出了其与面向制造的放错设计的区别,讨论了面向制造的防错计的原则,以及面向制造的防锚设计原则,并给出面向制造的防错设计流程.     

面向增材制造的航空发动机外部系统支架拓扑优化设计

分析了严酷载荷工况下航空发动机外部系统支架的力学性能,以两种极限载荷工况下的支架柔顺度为目标函数,采用增材制造材料横观各向同性模型,开展了面向增材制造的外部系统支架拓扑优化设计与性能校核。金属激光增材制造样件的力学试验表明：面向增材制造的支架设计较初始结构质量减小约15%,刚度增大约20%,一阶固有频率提高约15%,结构强度显著增大。该方案实现了1个外部系统支架、2个管路支架和4颗铆钉的一体化增材制造,有效提升了发动机装配质量和效率,顺利通过地面静载和发动机点火试验。     

钛合金电弧增材制造国内外研究的发展现状

随着增材制造技术的创新和不断发展,钛合金电弧增材制造广泛应用于各个领域,涉及航空航天、船舶、汽车、生物医疗、化工以及模具制造等。当前,很多研究学者对钛合金增材制造技术进行了深入研究,在钛合金电弧增材制造研究方面已取得了一定成果。基于此,综述当前国内外钛合金电弧增材制造技术研究现状,并对钛合金电弧增材制造技术的运用以及未来发展前景进行了总结和展望。     

面向工业5.0的人机协作增材制造

工业5.0是一种以价值驱动的新兴制造模式,其中人本智造是核心理念之一。然而,目前人本智造研究主要聚焦于系统层级,针对增材制造等特定工艺应用的研究仍然较少,因此亟需明晰相关科学问题与关键挑战。基于人-信息-物理系统的理论体系,提出了面向工业5.0的人机协作增材制造参考框架,建立产品-经济-生态三层次模型,并结合增材制造技术的内在特点和功能演进阐释了人机协作增材制造的基本概念。围绕产品开发流程,讨论了关键使能技术,包括万物互联、人工智能、数字孪生、扩展现实、智能材料等。最后,探讨了人机协作增材制造在产品层、经济层、生态层中的典型应用,包括个性化产品设计、交互式制造、面向工艺链的人机协作、众创式设计、分布式制造和节能减排等。该框架旨在研究人机协作增材制造,通过发展人-信息-物理系统理论,首次系统地阐述了其核心概念、关键技术和典型场景,以推动增材制造向人机协作的工业5.0范式转变,更好地满足用户个性化需求。     

一种电弧增材制造系统及沉积层性能研究

为了跟上国内外电弧增材制造技术迅猛发展势头,采用从设备研制到实验验证的方法路线,介绍了一种基于机器人的增材制造系统的硬件选择及软件设计,并利用该增材制造系统增材制造出耐磨钢直臂件,对增材件性能进行测试。结果表明,该制造系统具有修改增材制造工艺参数方便、成形效果良好、成型精度较高等优点。项目开展的基础性研究对于金属丝材电弧直接制造系统的开发和技术的推广及应用具有重要的理论参考和实际指导意义。     

面向增材制造的设计方法研究及展望

增材制造(AM)技术以逐层加工的方式工作,在制造过程中可以改变材料分布和成分.因此,该技术在创新的形状设计、一体化设计、优化的拓扑结构和功能梯度材料等方面潜力巨大.这些特点可帮助设计者进行更好的工程设计,然而,现有的设计理论和方法不能充分考虑AM所提供的这些潜力.文中综述了近十年来用于AM的设计方法、设计规则与指南、使...     

汽车设计中的仿生设计研究

文中简要论述了仿生设计方法,指出汽车造型设计运用这一方法的理论依据,并列举部分典型事例加以论证,仿生设计方法对于发展工业设计,发展山西的经济具有重要的作用。     

机械设计中的材料设计

提出机械设计中的材料设计方法问题，认为传统机械设计方法中有关机械零部件“材料选择设计”的方法应加以改进；以实例分析，阐述机械设计中常见的材料设计问题；鉴于工业设计方法学的新进展提出材料设计的新的功能论和系统论设计思想方法。     

产品细节与直觉设计

从产品细节设计出发,详细地分析了产品细节设计和使用者直觉感受之间的关系,提倡抓住使用者无意识地瞬间的直觉行为细节.设计出更具人文关怀的产品.     

机构设计在工业设计中的应用

工业设计师必须具备广泛的知识面,其中理工类技术知识占有非常重要的地位。本文从机构设计对产品的功能、形态等的影响强调它在产品设计上的重要性,说明充分了解理工类知识才能更好地进行产品设计。     

工业设计中的“绿色设计”

"绿色设计"(Green Design)是20世纪80半代末开始出现的一股国际设计潮流.绿色设计反映了人们对于现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思,同时也体现了设计师道德和社会责任心的回归.社会可持续发展的要求,预示着"绿色设计"依然将成为21世纪工业设计的热点之一.阐述了设计及设计师的地位和作用、"绿色设计"方法及其发展、未来"绿色设计"的风格和趋势等问题.     

产品设计重用策略

产品的系统化及在此基础上的变型产品设计是企业产品开发的基本策略.产品设计人员在产品开发的各个阶段重用已有的知识、经验,设计重用成为产品设计的基本特征.探讨产品设计重用策略,给出了产品设计重用层次、设计重用空间的概念,研究总结了基于重用的产品设计策略及技术,包括CBR、KM/KBE及基于重用的产品设计模型框架,对产品设计重用研究、应用及开发支持产品快速设计的设计重用工具和系统具有指导意义.     

摩擦学设计主要是摩擦学系统的设计

在一般意义下的讨论了摩擦学设计,涉及 摩擦学设计的目标和特征。强调摩擦学设计不能仅仅被理解为理解为摩擦副的设计,更能被理解为摩擦,磨损或润滑的设计。介绍了国内在转子－轴承－密－齿轮系统、推力轴承系统、缸套－活塞－活塞环系统、主动磁轴承系统和摩擦学机敏材料系统设计方面所做的一些工作。国家自然科学基金委员会对这些 强有力的经费支持。     

面向工业设计的产品族设计DNA

从工业设计出发,讨论产品族和产品族DNA的概念,对产品族工业设计与工程设计功能进行对比分析。探讨产品族DNA在产业界和学术界的应用研究,提出产品族设计DNA的研究内容和表示结构,指出产品族设计DNA的关键技术和研究方法。以电话机产品族外形设计生成系统为例,研究了电话机外形设计的空间布局关系,以及设计DNA的特征转化,为产品的快速设计和知识工程提供了一定的方法学指导。     

数字化工业设计与互动模式设计

讨论了工业设计在经济发展中的重要作用,提出了在知识经济的社会条件下工业设计应该充分利用计算机技术,从而演变为数字化工业设计。文中探讨了未来数字化工业设计的趋势与特点,即数字化、网络化、虚拟化以及个性化。