车身并行设计过程建模及优化研究

车身设计过程是一项复杂的系统工程,是多种知识的有效集成和耦合。文中针对并行设计的需求和车身设计的特点,提出了一种数字化车身设计流程图,应用有向图和模糊设计结构矩阵对该设计流程进行了信息建模和优化重组,重点探讨了模糊设计结构矩阵的优化重组算法。最后给出了体现并行设计思想的车身设计流程,为建立车身创新设计平台提供了有效的软件集成模式。     

基于知识重用的除氧器快速设计系统

除氧器设计时由于客户定制成分较多,一般采用根据订单个性化进行设计的方法,因此存在设计错误多、设计周期长的问题。为更有效地利用已有的除氧器设计知识来提高设计效率,分析了除氧器产品的结构特点和设计知识特点,提出了除氧器产品的整体和功能模块知识的表达方式,并给出了功能模块的产品配置和范例推理规则。进一步分析了除氧器配置设计知识的组成及实现配置的方法,采用基于产品配置和范例推理技术,建立了一个基于知识重用的除氧器快速设计系统,并给出了Tryout300MW3800型除氧器设计的应用实例。实践证明,应用此快速设计系统使得设计速度和正确度大大提高,满足了设计要求。     

对设计的内涵、作用和方法的思考

提出了设计的四大特征和新定义,深化了设计内涵,有利于进行真正意义上的自主创新设计。提出了设计的分类和普遍性。论述了设计如何创造人类文明,认为人为事物的设计比构建更为重要,设计是创造创新人类文明的火车头。为了搞好设计必须常常把握创新性思维能力、哲学原理、系统科学原理、人文科学和美学知识。论述了直觉和经验仍然在设计中起不可替代的作用。提出深入研究设计学仍然是当前的重点和核心,广泛开展设计创新活动使我们生活得更美好是人类追求的目标。     

齿轮减速器设计专家系统的研究与开发

为了提升齿轮减速器的设计质量、提高设计效率、降低设计成本,文中介绍了专家系统的基本概念和重点内容,分析了减速器设计过程中知识的表示、知识库的结构以及知识推理,探讨和研究了减速器设计专家系统的结构和主要模块,并基于VB软件初步开发了减速器设计专家系统。文中的实例表明该系统具有设计准确、高效便捷的特点,为减速器的设计提供了有力的工具。     

手持移动设备中以用户为中心的服务设计

为进一步探索服务设计在手持移动设备中的应用,从工业设计出发,提出以用户为中心的服务设计研究方法。分析了服务设计和以用户为中心的服务设计的相关研究,提出服务提供者与服务接受者之间的服务设计模型。将服务设计分为隐性要素和显性要素,提出服务隐性要素的显性化设计模型。通过知识在分析与规划、开发设计和设计评测之间的传递与转化,建立了以用户为中心的服务设计过程模型。以M-Coupon服务设计为例,分析了服务模式;将用户包含于设计全过程,通过用户需求研究、服务功能需求分析,构建了用户角色模型和功能菜单树,完成了服务原型设计和系统详细设计,并通过设计评测验证了以用户为中心的服务设计理论体系的有效性与实用性。     

基于分形思想的产品设计过程建模

针对复杂机电产品设计过程的复杂性和动态性,借鉴分形思想,用设计任务—设计参数关联矩阵表示产品设计过程,提出了分形设计单元的概念。根据分形设计单元的自相似和动态性的特点,构建了设计过程的分形设计单元模型。研究了由初始关联矩阵寻找种子设计参数,设定许用引力系数,循环分解,形成分形设计单元模型的方法。以某送料机的机电一体化接头的设计过程为例,阐述了分形分解方法的过程,验证了分形设计单元模型的可行性。     

星型卸料器参数化设计平台研究

传统的星型卸料器设计周期比较长、设计质量不够稳定,制约着星型卸料器的设计效率和设计水平,无法满足多样化的产品设计需求。分析了不同规格型号星型卸料器的特点,结合星型卸料器设计工艺,采用参数化设计和建模的思想,设计简单易操作的用户界面,实现星型卸料器的参数化设计。应用三维制图软件Inventor、可视化编程工具Visual Studio和数据库MSSQL server等软件开发了星型卸料器参数化设计平台。实例表明,该平台能生成相应的参数化三维模型、装配图和零件图,规范了设计流程,提高了设计效率。     

圆柱十字滑块零件加工工艺安排及镗孔夹具设计

分析零件的工艺技术要求,制定了合理的工艺路线。阐述了镗模的设计内容,类型选择,定位及定位元件设计,镗套和衬套设计,镗模板和夹具体设计,夹紧装置设计,镗杆设计等。解决了精度低机床加工高精度零件的问题。     

工程技术设计与工业设计的衔接研究

工程技术设计与工业设计是产品设计中的两个重要因素,由于它们的侧重点不同,出现一些不利于设计衔接的因素在所难免。通过对这些因素的分析,扩展完善了解决衔接问题的措施。在分析了目前大量的设计流程模型后,充分考虑了设计衔接问题以及两类设计人员各自发挥的作用,利用Petri网建立了工程技术设计与工业设计衔接的工作流程模型,以便对设计过程进行有效的协调、规划和管理,从而提高设计质量和效率。最后,通过一个实例来验证了这些应对措施和该流程模型的有效性和合理性。     

设计重用研究

设计通常分为变形设计、自适应设计和创新设计。据估计约 80 %的设计为变型设计和自适应设计 ,这意味着大多数设计过程是基于以前的设计知识的重用。基于计算机的设计重用可有效缩短设计周期 ,提高设计质量 ,实现对市场的快速响应。本文在对现有设计重用系统分析研究的基础上 ,识别概括出设计重用中的若干重要问题 ,诸如设计重用的概念、过程模型、重用层次和类型、关键技术及支持重用的设计历史建模等 ,并对各个问题做了深入系统地研究 ,给出了有关概念定义 ,建立了相关模型 ,从而为基于计算机的设计重用研究提供了一致的理论体系框架     

在Nd－Fe－B磁体上Ni－Fe合金镀层耐蚀性的研究

介绍了在Ni-Fe-B基体上电沉积Ni-Fe合金镀层耐蚀性的研究成果。研究结果表明:Nd-Fe-B磁体上Ni-Fe合金镀层的相结构是α、γ双相合金,孔隙少；镀层的光亮性,耐蚀性与纯镍镀层相当。采用化学镀铜做过镀层,可进一步降低Ni-Fe合金镀层的孔隙率,提高合金镀层的耐蚀性。     

基于网格重划分的冲孔剪切带的模拟方法研究

研究有限元计算中的网格重划分技术,基于ANSYS和二次开发语言,提出了基于APDL和UPFs和基于APDL和Rezone技术两种网格重划分方法,此外,基于提出的第二种网格重划分方法,对冲孔剪切带进行了模拟,得到了剪切带的等效应力分布,可知,通过网格重划分技术的应用有效的提高了收敛性和计算精度。     

面向数字化工厂的需求结构多目标决策控制研究

针对数字化工厂需求结构多目标的优化控制问题,提出了数字化工厂设计、制造、装配、物流等各个节点需求结构多目标决策控制模型.采用数学函数形式表达,并描述了数字化工厂各节点需求结构决策因素,分析了多目标决策的控制优化过程;以汽轮机产品为例,应用基于Pareto的熵算法对数字化工厂需求结构进行了多目标优化求解,确定了多目标决策指标权系数,以权衡需求结构多目标的任务实施.研究结果表明,该模型验证了数字化工厂多目标需求结构决策控制理论,Pareto熵算法优化了需求结构实施的控制过程,在满足客户需求的基础上,合理配置了企业的需求结构资源.     

基于ADAMS的冲击压路机动力学仿真研究

利用虚拟样机技术,建立了冲击压路机的动力学模型;主要对牵引主机在作业中所受水平冲击载荷进行了仿真研究.首先在pro/E环境下建立了冲击压路机的装配模型;然后将该模型导入独立的ADAMS环境中,并建立整机的动力学仿真模型.在压实工况下,对该系统进行了动态特性仿真研究,并获得了地面和工作装置传递给牵引主机的水平冲击截荷及其变化规律.通过仿真结果与试验结果的对比,验证了模型的正确性,研究结果可为设计该类机械结构提供参考.     

微动接触应力的有限元分析

以方足微动桥,试样接触几何条件为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件对其接触面上的应力分布进行弹性有限元分析,验证用ANSYS所建计算模型的正确性,分别计算不同名义接触压力和不同摩擦因数条件下接触状态（粘着区、滑动区、张开区）和接触面应力分布,选取不同水平的循环载荷进行计算,研究接触状态和应力分布随循环载荷的变化情况。结果表明,微动疲劳过程中接触表面拉应力与剪应力在接触面的粘,滑交界区存在突变,微动疲劳裂纹正是在这一区域内萌生并扩展,计算结果与实验结果吻合很好。     

Direct numerical simulation of turbulent periodic obstacle flow

A direct numerical simulation (DNS) of turbulent flow in a channel with square obstacles mounted on a wall was carried out. The Reynolds number was 6820 based on the bulk velocity in the channel and the channel height. The main objective of the work was to evaluate statistical data from the time-dependent numerical solution. The influence of numerical and statistical errors on these data was examined. A comprehensive data base including 290 correlations was set up for testing and improving turbulence models for this complex, separated flow.     

办公椅联动机构的参数优化设计研究

针对办公椅座背联动过程中的"搓背"现象的分析,得到了实现办公椅"零搓背"的条件。在ADAMS/View中对办公椅联动机构进行了参数化建模,以实现联动过程中的"零搓背"性能,以人与靠背接触的背靠点和腰靠点分别与座板上坐点建立了连线,以连线长度在联动过程中为给定标准值为目标,并将诸多变量对目标函数的影响程度进行了分析,确定了主要设计变量。使用规格化加权法进行了优化和验证。优化结果表明:办公椅靠背在联动过程中的实现了零搓背,提高了办公椅联动过程中的舒适性。     

开放式5R工业机器人系统设计及分析

以所设计的开放式5R关节型工业机器人为研究对象,分析了该机器人的结构系统设计.该机器人采用基于工控PC及DSP运动控制器的分布式控制结构,具有开放性强、运算速度快等特点,对机器人的控制系统及其工作原理进行了详细的说明.机器人的控制软件采用基于Windows平台下的C++实现,具有良好的人机交互功能,对各组成模块的作用进行了说明.借助于所设计的开放式5R工业机器人系统,可以很好地实现机器人技术训练,也可作为通用机器人.     

Influence of testing method on the contact pressure distribution and its effect on coefficient of friction in polymeric bearings

Influence of contact pressure distribution on the coefficient of friction was investigated for some polymeric bearings in dry and lubricated conditions. Reciprocal pin on plate sliding test and Soda pendulum type sliding tests were carried out. It was found that the contact pressure distribution had a significant effect on the coefficient of friction in lubricated condition. The coefficient of friction became smaller when the pin was sliding with the lower contact pressure side ahead. The coefficient of friction in dry condition does not depend on sliding direction regardless of contact pressure distribution. Furthermore a parametric equation was derived to calculate contact pressure in polymeric journal bearings. The accuracy of the equation was confirmed by Finite Element Method (FEM).     

A study on the wear of silicon nitride in rolling–sliding contact

The aim of this study is to characterize the wear in silicon nitride rolls undergoing rolling–sliding contact. A rolling contact experiment was proposed and conducted on a twin-disk tribometer. The ceramic rolls were brought into rolling contact with hardened steel disks under water lubrication at a predefined slip ratio. The generated wear on the surface of the rolls was measured and converted into a wear coefficient, which was subsequently implemented in a finite element based simulation to estimate the influence of geometrical variations on the contact stresses.The results show that wear in silicon nitride was numerically simulated to an acceptable accuracy by relying on a simple mathematical model. A correlation among progressive wear, contact stress fields and surface crack propagation patterns was established.