飞机复合材料蒙皮的优化设计

从工程实际出发,提出了一种针对连续纤维增强复合材料蒙皮的三级优化设计方案。能够从铺设角、铺层比例、铺层厚度、铺层块形状及位置以及铺层次序等多个方面给出层合板的设计参数。在设计过程中．加入了一系列与实际加工制造非常吻合的制造性约束,使复合材料层合板构件的优化设计结果具有非常好的可制造性。运用该方法对某型飞机复合材料机翼前缘蒙皮进行了优化设计,取得了良好的设计结果。     

大型复合材料构件变形控制技术

为解决大型复合材料构件特别是大尺寸薄壳结构在成型过程中容易发生翘曲变形的技术难题,文中从铺层设计、模具材料、固化工艺等多个方面分析了产生变形的内在原因。对各个原因进行机理分析,提出通过合理的铺层设计、选择热膨胀系数相近的模具材料、严格控制构件内外温度场及成型压力等手段可以有效控制大型复合材料结构件的尺寸精度。最后通过大尺寸全复合材料机身的研制,验证了变形控制方法的有效性和可行性。     

复合材料地铁车车头外罩铺层优化设计

为了充分发挥复合材料轻量化的潜能,基于OptiStruct复合材料优化技术对某地铁车车头外罩进行铺层优化设计,实现了车头外罩的轻量化。首先,以全碳纤维、玻碳层间混杂和玻碳夹芯混杂3种铺层方式作为备选方案,对复合材料车头外罩进行等代设计,初步确定最优的铺层方案;其次,针对复合材料的可设计性,分别以柔度、质量和铺层顺序为目标函数对该最优铺层方案进一步进行自由尺寸优化、尺寸优化以及铺层顺序优化,最终获得了车头外罩最佳的铺层厚度和铺层顺序。研究结果表明:在满足车头外罩刚度和复合材料应变的设计要求下,优化后的复合材料车头外罩与等代设计阶段相比质量减轻了23. 6%,与原玻璃纤维车头外罩相比质量减轻了33. 6%,轻量化效果明显。     

基于Web的飞机复合材料典型构件设计知识库系统研究

针对航空制造企业内部局域网统一协调进行飞机复合材料典型构件的数字化设计,提出一种复合材料典型构件设计知识库系统设计方案,介绍了系统的实例信息组织方式,采用基于不确定性的模糊推理机制进行相似构件检索,研究了web环境下应用VB.net的CATIA二次开发特点,通过与asp.net和SQL server技术相结合,借助Active X控件技术达到了网页设计界面与本地程序交互进行快速建模的目的,构建了一个基于web的飞机复合材料典型构件设计知识库系统。     

复合材料构件设计实例库的研究

在复合材料构件的设计知识库系统基础上,收集以往成功的复合材料构件设计实例,建立复合材料构件设计实例库;介绍复合材料构件设计实例库系统框架,详细论述复合材料构件设计实例库实现的原理;实现了复合材料构件设计实例库与CATIA软件环境的集成.所开发的复合材料构件设计实例库对设计人员能够起指导作用.     

基于HyperWorks 的不同铺层方式复合材料剪切强度有限元分析

剪切强度和剪切韧性是反映复合材料构件在复合受力状态下承载能力及耗能能力的重要指标,不同铺层方式的单向玻璃纤维与短切玻璃纤维混杂增强复合材料层合板的层间剪切性能有明显差异。文中基于HyperWorks 商用有限元软件建立了精确的复合材料层合板模型,通过数值模拟分析不同铺层方式复合材料层合板的层间剪切性能。研究结果表明,铺层材料对复合材料层合板的层间剪切性能影响较大,而铺层顺序对复合材料层合板的层间剪切性能影响较小。     

大型风力机复合材料叶片铺层设计及结构特性研究

近些年来,风力发电发展迅速,复合材料的设计与研制是风力发电的关键技术之一。基于复合层压板理论和有限元分析方法,对风力机复合材料叶片进行分析。利用ANSYS软件中壳单元模拟叶片铺层,然后对铺层叶片进行强度分析和模态分析。通过叶片质量、重心等计算值与实测值的比较,证明了所提出的铺层设计方法的合理性。分析比较了flapwise和edgewise两个方向的不同变形,为叶片铺层优化工作提供了依据。     

某型无人机复合材料机翼大梁准等强度设计与有限元分析

以某型无人机复合材料机翼工字型大梁准等强度设计与优化为目标,研究了复合材料工字梁基于载荷分段的设计方法与铺层优化方法。计算了机翼大梁弯矩方程,采用等步长载荷包络方法给出了准等强度大梁的载荷分布,计算了缘条和腹板的内力方程。基于复合材料层合结构设计的基本原则,采用经典层合板理论对大梁进行了初步铺层设计。以结构强度、刚度、稳定性作为约束条件,综合考虑最小重量要求,在分段包络安全载荷作用下对工字梁铺层进行了分段优化设计。建立了工字梁的有限元模型,基于有限元分析结果校核了工字梁的强度、刚度和稳定性。研究结果表明:采用等步长载荷包络方法能够方便地计算非均布弯矩作用下机翼大梁的准等强度设计载荷;基于经典层合板理论进行工字梁铺层初步设计,建立工字梁有限元模型能够有效、快速地对工字型机翼大梁在分段包络安全载荷作用下的铺层进行分段优化设计,同时完成大梁的强度、刚度与稳定性校核;大梁结构减重可达29%;铺层设计时必须考虑受压缘条和受剪切腹板的稳定性问题,否则大梁根部高应力区会出现局部屈曲。     

天线反射面的冲击变形仿真

树脂基碳纤维复合材料（CFRP）产品具有轻质、高强度、高刚度等特点.文中从刚度设计的角度出发,对碳纤维复合材料天线反射面进行铺层设计,利用有限元分析软件ANSYS对其冲击变形仿真,结果表明所有铺层方式均满足设计要求,但实际铺层时应考虑采取变形最小的准各向同性铺层[90/45/9/-45/-A]s.     

大型复合材料结构实用优化设计技术研究

充分利用复合材料的可设计性,设计出满足结构刚度强度以及气动弹性等性能指标要求且使结构重量更轻的飞行器结构.先应用几何建模软件CATIA进行飞行器尾翼结构几何外形的确定,接着应用大型工程软件Hypermesh进行了其结构的有限元模型的建立,并且应用了区域划分技术,然后在数值计算仿真的基础上,对飞行器结构的各构件几何参数实施了工程优化设计;针对其复合材料的三种经典铺层角度按照一定的铺层比例进行优化设计分析.因此总结出诸多有意义的实际工程应用经验.     

基于人工神经网络的机械设计过程专家系统知识库的设计与实现

机械设计作为一门复杂而具有创造性的学科，其知识具有复杂性，模糊性和不确定性，将特定的知识固定于特定的设计阶段，不仅造成知识库的冗余，同时也是不科学的，采用人工神经网络与专家系统结合的方式，实现了机械设计知识库设计知识的模糊分类，对系统的功能，结构模式，有关知识获取，网络构成及推理过程等关键问题进行了分析设计，并论证了集成系统的优势。     

基于神经网络块的混合型方案设计知识库系统

文中祥描述了神经网络块的功能结构,提出了基于神经网络的混合型专家系统结构框架,阐述了各个模块的基本功能,并成功地将其应用于复杂产品方案设计智能决策支持系统知识库的研制中。     

An Interactive Knowledge-Based CAD System For Mould Design in Injection Moulding Processes

This paper presents a practical prototype knowledge-based system, called IKMOULD, for mould design in the injection moulding process. It attempts to tackle the problem in a practical and integrative way, unlike the stand-alone and mathematical programs which have been developed in the past to solve only a part of the problem. A total quantitative and structured approach is not feasible in dealing with the complex and multirelated design problems generally involved in mould design. In this system, the computational module, the knowledge-based module and the graphic module for generating mould features are integrated within an interactive CAD-based framework. The knowledge base of the system can be accessed by mould designers through interactive programs so that their own intelligence and experience can also be incorporated with the total mould design. The approach adopted both speeds up the design process and facilitates design standardisation which in turn increases the speed of mould manufacture.     

创造性思维及计算机辅助产品创新设计研究

分析了创新思维、创新方法学的特点。根据产品设计的特点，结合信息技术和计算机技术的先进成果，建立直觉思维和逻辑思维相结合、心理学和工程技术相结合的计算机辅助创新设计模型，该模型包含了创新设计方法、产品设计知识库、基于语义搜索工具、概念设计环境和基于Internet的协同设计环境等主要模块。本研究将为工程技术领域新产品的创新开发提供相应的解决方法。     

A web-based advisory system for process and material selection in concurrent product design for a manufacturing environment

This paper reports the work of selecting suitable manufacturing processes and materials in concurrent design for manufacturing environment. In the paper, a fuzzy knowledge-based decision support method is proposed for multi-criteria decision-making in evaluating and selecting possible manufacturing process/material combinations in terms of the total production cost. Based on the proposed method, a prototype Web-based knowledge-intensive manufacturing consulting service system (WebMCSS) with the client-knowledge server architecture is developed to help designers/users find good processes and materials while still at the conceptual level of design. The system, as one of the important parts of an advanced design for manufacturing tool, is a concept level process and material selection tool that can be used as both a standalone application and a Java applet freely available via the Web. Interlinked with Web pages of tutorials, and reference pages explaining the facets, fabrication processes and material choices, the system performs reasoning and calculations using the process capability and material property data from the remote Web-based database and knowledge base that can be maintained and updated via the Internet. The use of the system is illustrated with an example.     

一种松耦合的工艺知识集成应用方法研究

针对新建工艺知识库系统与企业已有工艺设计系统的集成应用,分析了工艺知识的特性,在对集成应用过程解析的基础上,基于工艺知识服务总线和公共数据平台建立了一种松耦合的工艺知识集成应用模式。以新建制造指令设计知识库系统与企业CAPP系统集成为例,描述了集成应用方案,分析表明该方法可以实现松耦合的知识集成,有效利用已有和新开发的知识,实现制造指令的快速、规范化设计。     

基于KBE的隧道掘进机主机智能设计系统

针对当前隧道掘进机（TBM）主机设计与开发过程中存在的问题，开发了基于知识工程（KBE）的TBM主机智能设计系（IDS-TBM）。IDS-TBM结合面向对象方法和CBR方法的优点来综合表达TBM设计实例，基于CATIA／Automation API模块，将KBE扩展模块与CATIA进行集成，借助参数化驱动、表格驱动和产生式规则三种驱动方法进行TBM主机的智能设计，实现了设计知识的重用，显著提高了TBM主机开发效率和快速响应市场的能力。     

注塑件特征建模及塑件智能尺寸换算

探采用基于特性和知识相结合的技术，建立注塑件产品模型，实现注塑件尺寸到成形零部件尺寸的智能转换，为建立注塑模型腔型芯模型打下基础，并以ＵＧＩＩＶ９．０为支撑软件，用其Ｍａｃｒｏ及二次开发语言Ｇｒｉｐ实现。     

基于Agent的飞机钣金制造知识重用方法

在分析飞机钣金制造知识及重用过程的基础上设计了钣金制造知识重用Agent模型,包括感知器、通讯器、信息处理器、知识检索器和知识更新器。面向飞机钣金零件制造模型设计、工艺性评估、工艺指令设计和成形模具设计过程构建了基于Agent的飞机钣金制造知识重用的体系结构。研究了基于黑板系统的钣金制造工程设计系统与知识库之间的集成方法,提出了J2EE通用服务器集成Agent容器的方式实现知识重用Agent的方法。以钣金零件可加工性评估实例说明了飞机钣金制造知识重用过程。分析表明:通过知识重用Agent可以有效地实现钣金制造知识库和应用系统的松耦合集成,提高系统的可移植性。     

工业空调管束部件专家系统的开发

利用开目CAD二维绘图系统提供的可复用组件为绘图底层,建立了管束零部件的层次设计知识库,将推理机与知识库和绘图模块分离,可使知识库易于维护和扩展。该方法的合理性和可行性,在哈尔滨空调设备制造厂的工业空调管束专家系统的开发中,得到了验证。