基于语义关联与驱动的产品概念装配模型研究

面向概念设计的装配模型表示是机械产品装配建模技术研究的一个重要问题,现有的基于几何约束关系的CAD系统不能很好地解决这一问题。基于装配语义“三位一体”性给出了面向概念设计的产品装配模型表示方法,提出采用装配语义关联图表达零件之间的装配语义关系,通过装配语义关联图建立起支持概念装配模型的多层次语义关联和基于语义的装配驱动,从而实现机械产品从概念设计出发的自顶向下和从详细设计出发的自底向上的双向设计。     

基于装配约束库的配合关系相似度的研究

参数的传递在装配件变型设计中非常重要,而构造尺寸约束方程式是实现参数传递的有效方法。通过分析装配约束的特点,阐明了装配约束语义的表达和装配约束关系的定义。构造了基于装配语义和约束关系的装配约束库。在装配语义表达和装配约束关系定义的基础上,对适合于装配约束库的相似性算法进行了研究,提出了基于装配约束库的配合关系相似度算法,并实现了一定程度上的尺寸约束自动生成。通过具体事例对该算法进行了验证和实现。     

面向整体设计的客车件冲模CAD系统的实现

基于现代设计方法和计算机信息技术 ,开发了基于功能 -结构映射、支持自上而下整体设计的客车件冲裁模CAD系统。介绍了系统的总体结构、模具设计功能树的建立思想和层次化部件装配模型的特点 ,阐述了模具结构设计过程中不同层次上设计信息的处理方法 ,并通过一功能元件的设计实例说明了基于该系统的冲模设计过程。     

面向过程的虚拟环境中产品装配建模研究

提出了面向过程的虚拟装配建模方法,在虚拟环境中将装配建模与装配仿真相结合,建立装配关系模型的同时,实现了对装配过程的创建与仿真,从而,在虚拟环境中将面向结果的装配建模发展为面向过程的装配建模.设计者采用直接三维交互进行装配建模操作的同时,系统通过装配关系识别自动捕捉设计者的装配设计意图,通过装配约束运动确定零件的装配路径,通过虚拟装配建模过程信息重用为装配规划提供有效的支持.开发了面向过程的虚拟装配建模原型系统.实践表明,面向过程的虚拟环境中产品装配建模方法有效地提高了产品装配设计的质量与效率.     

基于偏差传递的二维多工位装配夹具系统公差可行稳健设计

提出一种基于偏差传递的二维多工位装配夹具系统公差可行稳健设计方法。分析二维多工位装配尺寸偏差传递关系,建立由定位销和零件定位孔(槽)公差引起夹具定位偏差的偏差流状态空间模型。采用数论网格方法对定位销和零件定位孔(槽)公差进行采样,将得到的公差样本代入夹具定位偏差模型,求得夹具定位偏差样本空间,将夹具定位偏差作为状态空间模型的输入偏差,提出基于状态空间模型的二维多工位装配成功率计算方法。继而应用Taguchi正交试验直观分析方法,分析得到影响装配成功率的主要因素即夹具系统定位销副关键公差,运用回归正交组合设计拟合得到二维多工位装配成功率与夹具系统定位销副关键公差的响应面模型。以定位销、零件定位孔(槽)制造成本所构成的装配成本最小化为目标,二维多工位装配成功率为约束,建立二维多工位装配夹具系统定位销和零件定位孔(槽)公差可行稳健设计模型。以汽车车身地板二维三工位装配为例,建立其公差可行稳健设计模型并对该模型进行计算与分析,结果表明在装配成本增幅较小的情况下,采用稳健约束后可显著提高公差设计的可行稳健性。该方法为二维多工位装配夹具系统公差稳健设计提供了一种新途径。     

CONCEPTUAL MODELING BASED ON LOGICAL EXPRESSION AND EVOLVEMENT

Aiming at the problem of abstract and polytype information modeling in product conceptual design, a method of conceptual modeling based on logical expression and evolvement is presented. Based on the logic expressions of the product conceptual design information, a function/logic/structure mapping model is set up. First, the function semantics is transformed into logical expressions through function/logic mapping. Second, the methods of logical evolvement are utilized to describe the function analysis, function/structure mapping and structure combination. Last, the logical structure scheme is transformed into geometrical sketch through logic/structure mapping. The conceptual design information and modeling process are described uniformly with logical methods in the model, and an effective method for computer aided conceptual design based on the model is implemented.     

基于装配约束关系的零部件参数化设计

首先分析了零组件的一般参数化设计的常见方法 ,针对存在的定位关系复杂组件 ,提出了一种基于装配关系的参数化设计方法。文中着重阐述了该设计方法的原理 ,即采用关联参数建立多个组件间的关联可以实现复杂组件的参数化建模。最后基于三维 CA D造型系统 U G平台 ,给出了航空发动机单级叶片和盘的整体参数化设计实例 ,验证了该方法的可行性     

面向概念设计的产品装配结构定性模型

通过对实体零件在装配层次上的抽象以及基于抽象零件的装配建模,建立了产品符号装配模型。针对概念产品装配结构的定性特性,通过对符号装配模型中零部件之间空间位置关系的定性描述,建立了面向概念设计的产品装配结构定性模型。讨论了装配副、符号装配关系、定性几何约束和定性几何约束图,并结合实例介绍了概念产品装配结构定性模型的建立过程。     

分析计算agent支持的以装配结构为核心的机械产品设计模式的研究

为了支持机械产品自上而下、不断细化的设计过程,本文提出了一种以产品的装配结构为核心,由多个分析计算ａｇｅｎｔ组成的,支持异构分布环境的协同工作设计模式。产品的装配模型描述零部件的层次关系、位置关系等几何信息和装配语义信息、设计参数及其约束关系等工程语义信息,能够向各分析计算ａｇｅｎｔ提供必要的信息,以实现机械产品几何造型系统、装配建模系统、分析计算系统之间的有效集成。基于集成框架的分析计算ａｇｅｎｔ能够完成异构分布环境下协同设计过程中的逻辑推理、判断、分析计算等复杂工作     

支持Top-down设计的冲裁模装配图设计

研究了实现支持Top-down设计的冲裁模设计关键,面积模具整体功能的装配设计;解决了装配设计中的几个关键问题：装配模型中基类零件的定义、装配图中零部件几何约束尺寸链、装配图中零部件位置确定。     

考虑定位特征的公差规范本体化研究

针对现阶段的公差规范设计很少涉及对定位连接优先级的考虑,将本体引入到公差规范自动生成的研究中。从装配特征面之间的约束关系出发,给定定位连接优先级关系、基本配合约束与自由度之间的关系、公差类型的生成与定位特征面之间的关系等信息,建立公差规范表示模型。基于所建模型,通过Protégé构建公差规范信息本体,并以本体规则的形式显示地表示知识和经验的语义。基于装配体定位连接优先级与公差规范的内在推理机制,实现公差规范设计。通过实例验证所提出方法的可行性。     

面向集成的装配建模

从产品功能的观点出发,按照自顶向下的设计思想,提出了一种面向集成的装配模型,可以充分利用已有的参数化特征造型模块,在进行装配设计的同时进行零件的详细设计,体现自顶向下的设计思想,增强了系统的集成度,提高了设计效率。同时对运用参数推理解决隐含约束进行了探讨。     

基于装配简图与装配语义的轴类零件信息提取

传统面向零件设计的ＣＡＤ已不能很好地适应产品的全过程设计。本语文提出了基于装配简图与装配语义的轴类零件信息提取方法,可较好地支持自顶向下的设计过程,对加快机械产品设计周期和减少设计师的重复劳动有着重要的意义。     

虚拟装配工艺规划实现技术研究

对虚拟环境下的产品装配工艺规划进行了研究,分析虚拟环境下面向集成的装配工艺规划系统结构。对虚拟装配工艺规划的三个核心问题(装配模型、装配序列规划和装配路径规划)进行描述,提出虚拟环境下面向工艺设计的产品装配模型总体结构。给出虚拟环境下装配约束关系的识别方法,实现了零部件基于约束的三维空间导航运动。建立原型系统,能够为虚拟环境下的装配工艺规划奠定基础。     

基于约束关系网的膜片离合器装配设计缺陷辨识与最优修正

提出了机械产品装配设计参数与其约束判定函数的关联方法,研究了装配约束关系网中节点的数据结构,给出了装配约束关系网的构建方法,描述了装配约束关系网的禁忌表访问方式,在此基础上提出了基于装配约束关系网的装配设计缺陷的辨识模型与方法。从装配约束关系网中的设计缺陷节点出发,以约束路径的权值之和为目标函数,采用蚁群算法对装配设计缺陷的修正路径进行了优化。以膜片离合器的装配设计为实例进行了装配设计缺陷的辨识与修正,结果表明,提出的装配设计缺陷辨识模型与修正方法不仅能够快速辨识出装配设计缺陷,而且能够有效地提高装配设计缺陷的修正质量和效率。     

基于虚拟现实的装配工艺规划研究

对虚拟现实(Virtual reality, VR)环境下的产品装配规划进行了研究,分析了系统的功能结构,建立了系统的面向对象的UML(Unified modeling language,统一建模语言)模型,给出了虚拟环境下装配约束关系的识别方法,实现了零部件基于约束的三维空间运动,建立了原型系统,为虚拟环境下的装配工艺规划奠定了基础。     

起重机金属结构三维变型设计研究与应用

结合起重机金属结构的设计特点,采用柔性模块、产品控制结构草图的变型设计方法,实现了产品特征级、零件级、部件级、产品级的三维参数化变型设计;基于拓扑约束、尺寸约束、工程约束研究了工程图自动调整技术,使三维参数化模型驱动后与之相关联工程视图信息自动更新。以桥式起重机金属结构为实施对象,开发了工程化的计算机辅助设计系统,快速生成的图纸能满足企业生产实际要求。     

MODELING METHOD FOR PRODUCT STRUCTURE MAPPING BASED ON REVERSE SOLVING OF LOCUS AND MOTION

Aiming at the problem of structure design in reverse-design of mechanism, a structure mapping method based on reverse solving of locus and motion (RSLM) is presented. The mechanism scheme meeting the requirements of geometric and structural features is obtained through RSLM. The element instance subsets related to component are established based on the element type mapping, pair structure type mapping and design knowledge mapping between components and elements layer by layer. The assembly position mapping of elements is established based on the topological structure information of mechanism scheme, and the product modeling of structure mapping is realized. The algorithm program and prototype system of product structure mapping based on RSLM are developed. Application samples show that the method implements the integration of scheme design, assembly design and structure design, and modeling for product structure mapping based on RSLM. The feasibility of assembly is analyzed in scheme design that contributes to reducing the design error, and raising the design efficiency and quality.     

二维草图变量化设计中的混合法求解

变量化技术是当代ＣＡＤ技术的核心,以实现变量化设计为目的的几何约束求解有多种方法,但它们都存在一定的局限性。本文在讨论草图设计模型与基于几何约束图形表达方式的基础上,综合变量几何法和人工智能法的优点,提出了二维草图变量化设计中的几何约束混合法求解策略,该方法能够快速地进行约束求解及一致性检查,同时充分利用原图信息解决图形的二义性问题。