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计算机辅助产品模块化设计方法及其在减振器中的应用研究

作　者: 刘巧珍
导　师: 潘双夏；冯培恩
学　校: 浙江大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 模块化设计模块划分模块配置相似性模糊聚类参数化二次开发 Pro/TOOLKIT 减振器
分类号: TP391.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 218次
引　用: 2次
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内容摘要

模块化设计的目的是将产品进行模块划分后，以尽可能少种类和数量的模块组成尽可能多种类、需求的产品，即以最小的成本满足市场的各种不同需求。随着个性化和大规模定制的兴起，模块化设计以其响应市场变化快、产品设计周期短、产品生产成本低等优点越来越受到人们的重视。随着汽车行业的高速发展，减振器的需求越来越大，减振器种类、规格系列繁多，使用模块化设计方法能够加快产品开发速度，降低生产成本。根据浙江省重大科技攻关项目“汽车磁流变流体半主动减振器关键技术攻关”的需要，结合正裕企业的具体项目，本论文在模块化设计理论的基础上研究计算机辅助模块化设计方法，并在减振器中得到应用。本文共分五章：第一章，对模块化设计研究现状及关键技术，参数化设计特点和实施方法进行了概述，简单介绍了Pro／E二次开发技术，目前减振器的研究现状。分析其中存在或者尚未解决的问题，最后提出了课题的研究内容和方向。第二章，对现有的模块划分方法进行分析和比较的基础上，采用多目标模块划分方法进行研究。对模块划分的目标进行了相关性描述。分析了逐行合取的模糊等价矩阵聚类截取算法的缺点，提出了一种效率较高的多行合取算法。开发出计算机辅助模块划分模块，以减振器为例进行了模块划分。第三章，提出基于相似性的零部件重组方法。进行零部件相似性的相似度计算的研究，给出了综合考虑零部件的材料特征、形状特征、精度特征、加工特征的相似度计算的统一标准和算法，为计算机求解提供了算法支持。运用模糊聚类方法开发出基于相似性的计算机辅助零部件重组模块，并用活塞杆为例验证方法的有效性。对于系列化零部件运用通过参数表驱动模型的方法，运用Pro／E二次开发工具族表，对活塞杆实例建立了两级族表驱动模型。第四章，对现有配置规则分析的基础上提出使用人工交互和计算机辅助约束自动检验相结合的模块配置策略。研究了模块信息组成及其数据间的关联关系。总结出三种模块配置关系，给出其相应的模块配置规则及实施方法。最后给出了减振器的模块配置策略。第五章，提出了一种以数据库为基础的三维CAD模块化、参数化设计方法。以数据库为基础，通过Pro／E系统的高级开发工具包Pro／TOOLKIT，运用VC++．net开发环境，开发出基于Pro／E的模块化设计系统，实现模块配置及参数化设计功能，通过减振器设计实例表明该技术的有效性。第六章，总结了本文的主要工作，并且对后续工作进行展望。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
第一章绪论  11-19
  1.1 模块化设计技术  11-14
    1.1.1 模块化设计的概念  11-12
    1.1.2 模块划分  12-13
    1.1.3 模块配置  13-14
  1.2 参数化设计技术  14-15
    1.2.1 参数化设计特点  14
    1.2.2 参数化设计方法  14-15
  1.3 Pro/ENGINEER二次开发技术简介  15-17
  1.4 减振器设计研究现状  17
  1.5 问题的提出和本文的主要工作  17-19
第二章模块划分方法  19-32
  2.1 模块划分方法的分析比较  19-21
  2.2 模块划分  21-27
    2.2.1 模糊聚类方法概述  21-22
    2.2.2 零部件间相关性  22-23
    2.2.3 建立模糊相似矩阵  23
    2.2.4 模糊聚类  23-27
      2.2.4.1 计算模糊等价矩阵  24-25
      2.2.4.2 聚类截取  25-27
    2.2.5 结果分析及调整  27
  2.3 减振器的模块划分实例  27-31
  2.4 小结  31-32
第三章零部件重组方法及系列化设计研究  32-47
  3.1 基于相似性的零部件重组  32-40
    3.1.1 零部件相似性  32-33
    3.1.2 基于特征的相似性  33-36
      3.1.2.1 特征  33-34
      3.1.2.2 相似性描述  34-36
    3.1.3 建立模糊相似矩阵  36-37
    3.1.4 模糊聚类  37
    3.1.5 聚类结果分析与修正  37
    3.1.6 活塞杆的重组实例  37-40
  3.2 基于Pro/E的零部件系列化设计  40-46
    3.2.1 创建通用模型  41
    3.2.2 可变属性参数的确定  41-42
    3.2.3 添加参数关系  42-43
    3.2.4 确定族表层次  43-44
    3.2.5 编辑族表及校验  44-45
    3.2.6 使用族表中的零部件  45-46
  3.3 小结  46-47
第四章模块配置策略  47-60
  4.1 配置方法的选择  47-48
  4.2 模块的信息组成和模块配置规则  48-52
    4.2.1 模块的信息组成和管理  49-50
    4.2.2 模块的配置规则  50-52
      4.2.2.1 模块配置关系  51
      4.2.2.2 模块配置规则  51-52
  4.3 减振器的模块配置策略  52-59
    4.3.1 减振器数学模型的建立  53-56
      4.3.1.1 减振器概述  53
      4.3.1.2 减振器的工作原理  53-54
      4.3.1.3 减振器结构参数模型  54-56
    4.3.2 减振器的模块配置策略  56-59
  4.4 小结  59-60
第五章基于PRO/E的模块化设计系统  60-73
  5.1 系统开发环境  60
  5.2 系统的特点和总体框架  60-61
    5.2.1 系统的特点  60-61
    5.2.2 系统的总体框架  61
  5.3 系统的关键技术和实现  61-64
    5.3.1 PRO/TOOLKIT二次开发关键技术研究  61-64
      5.3.1.1 运行模式的选择  62
      5.3.1.2 开发环境的设置  62
      5.3.1.3 应用程序设计  62-64
    5.3.2 数据库访问技术  64
  5.4 系统的主要模块及实现方法  64-69
    5.4.1 新建组件  65
    5.4.2 模块配置  65-66
    5.4.3 模型参数化设计  66-69
  5.5 应用实例  69-72
  5.6 小结  72-73
第六章总结与展望  73-75
  6.1 总结  73
  6.2 展望  73-75
参考文献  75-80
攻读硕士期间发表的学术论文  80-81
致谢  81

计算机辅助产品模块化设计方法及其在减振器中的应用研究

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