机械产品布局设计的约束

基于自上而下的设计思想 ,将机械产品设计中的布局约束按照属性信息、行为信息和形位信息分类。提出将布局约束分为部件级、零件级和特征级以及由整体到局部进行分层表达的思想 ,探讨约束层次、类及它们之间的相互联系     

基于分层布局的开槽机造型设计方法研究

开槽机是装饰行业的重要设备,是当今电动工具设计的重要对象。本文针对目前工作环境和经验发现的待改进问题,提出一种基于分层布局的开槽机造型设计方法。从开槽机内部结构和外部造型的设计要求出发,基于分层布局的导向方案设计将内部构件布局设计引导成三维布局。结果表明,通过对老虎机构件布局在整体设计中的应用,提出了有利于解决内部零件布局的应用方法和实现产品内部结构和外形的并行设计方法。     

复杂齿轮传动布局设计的建模与CAD系统实现

针对复杂齿轮传动布局设计问题 ,着重给出一种齿轮传动系统布局设计的拓扑分层CAD建模方法 ,这种建模方法描述产品的布局结构 ,为各种自动布局算法提供支持 ,从而为基于人机结合的复杂产品自动化布局的CAD实现提供条件     

聚合物绝缘特性分析中的热刺激电流测量

本文设计了一个pA级的热刺激电流测量系统。文中充分讨论了各种干扰和温度漂移对测量结果的影响,选择性能优异的超低偏置电流元件和差分电路,微电流测量部分采用多次滤波设计、分层布局、特殊的屏蔽环和接地设计等技术。通过这些手段可将仪器的电流测量范围扩展到pA量级,电路噪声降至0．1 pA。并以此装置实测了变频电机用纳米复合绝缘电介质的热刺激电流,以此了解绝缘老化和击穿的微观表现。     

基于PDX的显卡固定架多工位级进模设计

Progressive Die Extension（PDX）是Pro/E的一个软件模块,可用于为钣金件快速而方便地设计级进模。使用PDX可以方便地创建条带布局,生成导柱、导套及卸料装置等零部件。PDX级进模设计主要方法和步骤为：①从钣金件开发条带布局,可以根据导入的展开形状创建条带布局。     

机械臂轨迹的分层循环MPC跟踪控制策略

为了实现机械臂对给定轨迹的高精度实时跟踪,设计了分层循环MPC控制器。建立了6自由度机械臂的动力学模型和状态空间模型。从分钟级控制器和秒级控制器2个层次设计了控制器,分钟级控制器使用MPC控制实现,用于改善对给定轨迹的跟踪精度;秒级控制器使用PID控制实现,用于改善控制的实时性。将秒级控制器的控制结果反馈给分钟级控制器,分钟级控制器对控制律进行实时优化,实现了分层循环控制。经仿真验证,PID控制下机械臂末端轨迹的SSE为1 840.9,分层循环MPC控制下机械臂末端轨迹SSE为1 221.3,比PID控制结果减少了33.66%,表明分层循环MPC控制具有更高跟踪精度。使用机械臂实验对控制器的动态性能进行验证,PID控制的调节时间为0.34 s,分层循环MPC控制的调节时间为0.08 s,比单纯PID控制减少了4倍以上。以上数据说明了分层循环MPC控制器具有更优的控制效果。     

基于虚拟仿真的制造系统布局设计

建立了一个基于虚拟仿真的制造系统布局设计框架。首先介绍了它的设计思想和优点 ,然后详细地论述了它的系统结构和功能实现。该系统支持相对完整的布局设计全过程 ,通过动态交互布局 ,大大减少实际布局的成本。最后基于Deneb/ENVISION ,通过二次开发实现了一个虚拟布局设计原型系统     

应用分层布局的开槽机方案设计

开槽机的内部部件布局设计属于复杂的三维布局问题。由于开槽机内部部件间的位置关系和约束关系,致使这类产品布局问题具有不同于其他布局问题的特殊性。首先将开槽机的三维模型中主要部件投影为二维矩形布局图元,以二维布局图元中矩形的型心坐标及转角作为输入,运用视图转换和分层布局的方法,并结合布局约束条件,通过遗传算法得出每层布局方案的最优解。利用二维到三维的逆向还原方法,结合MATLAB和工程建模软件实现了完整的开槽机内部方案布局。通过开槽机内部方案设计结合实例开槽机改进设计,提出了有利于解决开槽机内部部件布局的方法和布局约束在布局过程中的应用方法。     

高速列车总体编组布局方案设计系统研制

将基于实例模板的设计思想引入到高速列车的总体编组布局设计中,并研制了基于实例模板的动车组总体编组布局设计系统。首先建立高速列车总体编组布局设计实例的模板,然后开发高速列车总体编组布局设计系统,在系统中基于模板实例,采用可视化交互技术,实现高速列车总体编组布局的快速定制,最后以某型高速列车的总体编组布局设计为例验证该系统的正确性和快速定制方法的可行性。     

集成环境中轴类零件分层特征信息模型的应用研究

本文论述了集成环境中轴类零件的分层特征信息模型的基本思想和建立方法,设计了零件分层特征模型的数据结构和表达方式     

蚁群算法求解人机布局优化问题

针对目前人机布局优化问题人机约束多、无算法,提出了一种符合人机特性的蚁群算法。为了将人机约束考虑在布局优化设计中,本文以载人潜水器主控制台的布局优化为例,采用层次分析法对主控制台人机特性定量分析,在此基础上结合蚁群算法进行主控台布局优化设计,并使用JACK软件模拟比较。结果证明:文中提出的符合人机特性的蚁群算法能够将人机约束和算法结合,从而得出符合人机约束的布局设计,提高操作员的工作舒适度。这种算法也能够广泛地用于其它人机环境的布局优化设计中。     

基于约束的多维数据挖掘技术

从特定查询驱动的系统功能出发,讨论了面向多维数据挖掘的重点——五种约束,通过一个数据挖掘查询实例,进一步阐述了这些约束及所产生的关联规则,并用数据挖掘查询语言(DMQL)进行表达.介绍和讨论了关联规则的处理,在挖掘关联规则中,联合使用维/层约束和规则约束,能够带来高效的挖掘过程,一个规则约束如果能被较深地推入到分层结构里,进一步在当前提取层和较深层上挖掘,是非常有价值的.最后给出了运用本文思想的一种联机分析挖掘系统的结构,并对其组成、功能及特点进行了描述.     

模板表示的约束信息可视化

在基于模板的冷冲模CAD系统研发的基础上，分类工程设计的约束，给出以模板为载体、多种知识表述方法相结合的约束信息表示形式，基于这种表示，同时依据工程约束层次性的特点，提出了一种约束信息层次可视化模型，并给出其实现冷冲模约束可视化原型系统CCVS。     

模糊层次分析法在液力缓速器制动性能综合评价中应用

液力缓速器的制动性能对重型车辆的安全性和经济性至关重要,但目前尚缺乏对液力缓速制动性能的客观和科学的综合评价。针对这一现状,通过分析国家标准、市场需求和技术性能约束等诸多影响因素,构建了液力缓速器制动性能评价指标的层次模型,采用模糊层次分析法确定各个层次的评价指标权重,在专家经验知识的基础上采用模糊判定矩阵,对3种型号液力缓速器制动性能进行综合评价试验,确定各型液力缓速器相应的评价指标值,并将其与已确定的权重系数相结合,得到评价对象的综合评价值。实例表明:采用模糊层次分析法对液力缓速器系列产品进行制动性能综合评价合理可行,能够为其后续液力缓速器结构优化设计及控制参数优选提供决策依据。     

设计特征在机械产品概念设计过程中的应用

设计特征能作为功能单元建立用户需求与原理解的关系,也能将设计信息带到下游应用.因此提出了基于设计特征的概念设计过程.功能设计由设计说明书开始,包括功能需求和功能约束,由实现功能的行为方案的不同对功能进行分解,设计问题被描述为功能和实现功能的行为的层次模型.通过功能推理步骤来指导功能设计,包括因果行为推理和功能分解.当功能单元可以在设计特征库中找到实现原型时,功能分解结束,设计信息被带到CAD系统低层.最后结合实例说明了该方法及其原型系统.     

基于参数树状约束的零部件族结构模型研究

为保证复杂机械产品具有良好的设计结构和高效的配置求解,提出了一种基于树状约束的零部件族结构模型。该模型以参数化的方法描述了产品结构中零部件族的特征属性域及装配结构域,并表达了零部件族成员及零部件族自身特征参数间的依赖约束关系。最后,以桥式起重机零部件族的约束建模为例,验证该零部件族结构模型的适用性。     

考虑模糊因素的结构可靠性优化设计

在一般优化设计模型的基础上，建立了考虑模糊因素时的优化设计模型。由于模糊优化所涉及的模糊因素往往包含在约束条件中，所建立的模糊优化模型主要指具有模糊约束的优化设计。选用降半梯形和降半岭形隶属函数得到约束的模糊可行域，再利用模糊约束集的水平截集的概念将模糊优化转化为普通优化，来得到模糊解，最后讨论了最优设防水平的确定方法。     

基于参数化的产品变形设计建模研究与实现

通过对产品级的装配件产品的CAD模型进行层次性的分解和简化，对零部件的参数类型、参数取值范围、参数间的关联等进行分析，然后层次性地构建产品的变形设计模型，以数据库表保存变形设计模型参数，利用Solid Ease、SQL Sever数据库和VC＋＋开发了基于Solid Edge的变形设计系统。     

Early castability evaluation using analytical hierarchy process

Design for manufacture usually implies applying various guidelines derived from previous experience to improve part design so it is more compatible with the capabilities of the selected process, resulting in better quality and lower cost. The guidelines can be formulated as dimensionless criteria, enabling quantitative evaluation of a particular aspect of part design. There is, however, no good way to compare two or more designs for all aspects, considering that they may not be equally important. In this work, we employ analytical hierarchy process to determine the relative weights of various criteria for castability evaluation. The criteria are categorised in a three-level hierarchy, with the middle level comprising mould, feeding and gating groups. The prioritisation of criteria along with consistency checking of pair-wise comparisons enables a systematic evaluation of alternative product designs for manufacturability. The methodology is illustrated by modifying the product and tooling design of a grey iron bracket casting and estimating the improvement in manufacturability. The results are supported by experiments.