稳健优化设计的研究现状及发展趋势

稳健设计是提高产品质量的有效方法。介绍了稳健优化设计的基本概念和方法。综述了它的研究现状，分析了各种稳健设计方法的特点，指出了稳健优化设计的发展趋势。     

基于公理设计和设计关联矩阵的产品平台设计新方法

产品平台是产品族设计的核心内容,合理地构建产品平台是提高产品设计可适应能力的关键。以公理设计为指导框架,以功能需求分析为出发点,提出一种产品平台设计新方法。该方法借鉴Kano模型,从用户需求的角度,将产品功能要求分为基本功能要求、期望功能要求和附加功能要求;基于公理设计原理,将产品功能要求映射为产品设计参数,建立设计矩阵;通过分析设计参数与各类功能要求之间的影响,构建产品设计关联矩阵,利用可拓聚类算法对设计关联矩阵进行聚类运算,将实现产品族基本功能要求的模块定义为公用模块;在此基础上,通过分析设计参数的灵敏度来选择公共平台参数,利用聚类分析以规划它们在产品平台中的共享策略。通过电力液压块式制动器产品族的平台设计实例,验证了该方法的有效性和可行性。     

模糊信息公理及在设计方案评价中的应用研究

在信息公理的基础上，引入了模糊信息公理的概念。提出了基于模糊信息公理的评价方法。决策者在决策时无需给出各设计指标的具体权重，只需设定各指标的设计范围和系统范围，计算各指标的信息量，通过比较各设计方案的信息量选出最优方案。从而将整个决策过程置于一个更加灵活自然的框架中，更充分地表达了决策者的主观偏好，更符合工程实际情况。应用实例表明了基于模糊信息公理的评价方法的有效性和实用性。     

基于公理化设计理论的起重机起升机构分析

介绍了公理化设计理论基础，按公理化设计原理，设计公理为设计者提供一种设计指导框架。应用公理化设计理论，对起重机起升机构的设计过程进行分析，给出了起升机构的功能要求与设计参数间的映射与分解过程。结果表明，设计的分解过程是合理的，满足独立性公理。     

基于设计关联矩阵与可拓聚类的产品模块划分方法

针对大规模定制与产品平台战略技术,模块化设计是一种有效的设计方法,而模块的划分是该方法的关键.文中结合公理设计与设计结构矩阵,利用独立公理进行产品功能划分,建立产品设计矩阵,再结合设计矩阵与设计结构矩阵,构建产品设计关联矩阵,然后利用可拓聚类算法对该关联矩阵进行聚类运算,以此来完成产品设计的模块划分;并将所划分的模块用独立公理再次做功能独立性分析,最终确定产品模块.最后以桥式起重机起重小车模块划分为例,验证了该设计方法有效性和可行性,提高了产品设计效率,降低了设计成本.     

基于设计关联矩阵和差异度分析的可调节变量产品平台设计方法

为更好地满足客户需求及快速响应多变的市场需求,提出了基于设计关联矩阵和差异度分析的可调节变量产品平台设计方法。在设计工程中,首先进行客户需求分析,识别客户的共性需求和个性化需求,再提取特征设计参数,并建立设计关联矩阵,分析参数之间的敏感性;然后通过产品差异度计算和聚类分析,合理识别出产品平台的公共变量和可调节变量,并进行分组,构建了产品族的多组共享参数平台。通过热轧滑轮可调节变量产品平台设计实例,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于3UPU-3PUU型组合并联机构的主动振动抑制控制

并联机构的组成与串联机构不同,其支链运动副的顺序会发生改变,机构运动输出型式也会完全不同。利用部分支链重合及驱动运动副的锁死和放开,设计用于遥控操作精密手术及微创手术等医疗用途的新型组合并联机构,实现三微动和三平动运动输出以及机构操作过程的误差补偿和主动振动抑制控制。     

基于可适应设计和工程更改同步演化的产品设计方法

可适应设计和工程更改在应对客户需求变化方面具有一致性,但二者对产品功能变异与结构变型的处理方式不同。为实现产品设计的适应性,分析了可适应设计和工程更改互为补充的原由,以及融合的必要性,探讨了产品适应性更改演化过程。采用质量功能配置方法分析适应性更改需求,基于公理设计和通用设计理论构建了功能-结构-属性映射模型,采用功能要求矩阵、设计参数矩阵及结构属性元模型描述适应性更改演化步骤,实现可适应设计和设计更改的融合。以卷扬机为例阐述了适应性更改过程,为企业更好地管理设计资源与知识并提高产品设计的效率和个性化水平提供方法支持。     

起重机卷筒有限元分析

在分析传统卷筒壁厚设计与稳定性校核方法的基础上,对起重机卷筒进行了有限元分析。充分考虑绳槽对稳定性的影响,把绳槽作为环肋加到卷筒壁厚中。以起重机实际应用的卷筒为例进行计算,结果表明:传统的卷筒壁厚设计和稳定性校核方法是非常保守的。通过有限元分析,在安全可靠的基础上,可以减薄卷筒的壁厚。     

120立爪履带装载机履带总成的研制

连续式装载机运转系统的重要配套部件——120立爪履带装载机履带总成。它既要承重履带装载机整机大负荷，又要使整机运转自如，主要用于井下连续式装载机的行走机构，适用于立爪装载机、蟹立爪装载机、挖掘装载机、多功能装载机等井下隧道装载设备。连续式装载机广泛使用于我国采矿业以及兴建铁路、公路、隧道开挖等常规使用的大型设备。江西精密铸造厂研制开发的120立爪装载机履带总成产品，为生产立爪连续式装载机、挖掘机、多功能装载机的江西省某生产矿山机械企业提供配套。该产品以前一直由外省供应，产品的试制成功，填补了江西省的一项空白，该成果通过江西省机电工业科技成果鉴定，取得了很好的社会和经济效益。