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面向汽配件的设计重用方法研究

作　者: 武守飞
导　师: 潘晓弘
学　校: 浙江大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 汽配件设计重用方法体系产品级参数化部件设计重用零件设计重用
分类号: U462
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 155次
引　用: 1次
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内容摘要

当前,制造企业产品设计环境正发生着巨大的变化:全球化激烈竞争对产品设计提出更低的成本要求、多样化需求增加了产品设计的复杂程度、产品生命周期的缩短客观上要求更快的产品设计开发速度。设计重用通过挖掘、组织和再用已有设计资源,可以有效缓解产品设计面临的成本、时间双重压力,是当前企业产品开发的有效策略之一。本文结合国家863课题和浙江省重大科技攻关项目,以汽配件为切入点,对面向设计的汽配件分类结构、汽配件设计之间的共性、汽配件设计重用方法体系、相关设计重用方法、关键技术、应用软件开发等方面进行了研究。第一章分析了汽配件设计面临的挑战,阐明了设计重用研究的重要意义。从设计重用理论、方法、关键技术等方面出发,论述了国内外研究现状。在此基础上,结合具体科研项目,给出了本文的主要研究内容和组织结构。第二章针对如何实施汽配件设计重用问题,研究了面向设计的汽配件分类,分析了各层次汽配件之间的设计共性,指出了实施汽配件设计重用需解决的关键问题,提出了面向汽配件的设计重用方法体系,为后续的深入研究奠定了基础。第三章针对工作原理相同关键性能参数不同汽配件设计之间的重用,研究了基于汽配件设计实例的产品级参数化建模,提出了一种基于改进主成分分析法的汽配件主尺寸变量筛选方法,研究了主尺寸变量识别的各个步骤;此外,针对汽配件接口设计重用,研究了基于接口零件库的汽配件接口设计重用方法。第四章针对汽配件设计中的零件设计重用,提出了基于结构形状简化描述的可重用汽配零件设计实例搜索方法,研究了基于三维模型的零件结构形状信息简化描述形式-边面网络图,研究了零件结构形状信息的快速构造过程,探讨了可重用汽配零件设计实例的检索方法。第五章针对汽配件设计中的部件设计重用,研究了基于样板实例部件划分与描述的汽配部件设计重用方法,提出了基于样板的汽配件设计实例部件划分与描述方法,研究了部件设计重用中的可重用设计资源获取策略。第六章构建并开发了支持汽配件快速设计的设计重用软件平台,介绍了软件平台的总体结构及功能组成,给出了运行实例,验证了所作研究的有效性。第七章对全文进行了总结,对今后的研究工作进行了展望。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-15
第1章绪论  15-31
  1.1 研究背景与意义  15-17
    1.1.1 产品设计面临的挑战  15-16
    1.1.2 设计重用研究的意义  16-17
  1.2 设计重用理论及方法研究进展  17-22
  1.3 设计重用相关关键技术研究现状  22-29
    1.3.1 产品设计可重用建模技术研究现状  22-24
    1.3.2 产品设计检索技术研究现状  24-26
    1.3.3 基于重用的设计技术研究现状  26-29
  1.4 研究内容和论文结构  29-30
  1.5 本章小结  30-31
第2章面向汽配件的设计重用方法体系  31-45
  2.1 引言  31
  2.2 面向设计的汽配件分类  31-33
  2.3 汽配件之间设计共性分析  33-38
  2.4 面向汽配件的设计重用方法体系  38-43
  2.5 本章小结  43-45
第3章基于产品级参数化的汽配件设计重用  45-69
  3.1 引言  45
  3.2 基于产品级参数化的汽配件设计重用方法  45-48
  3.3 基于汽配件设计实例的产品级参数化建模  48-61
    3.3.1 设计实例原始尺寸数据的获取及其预处理  49-51
    3.3.2 针对汽配件主尺寸变量筛选对主成分分析法进行的改进  51-56
    3.3.3 改造后方法在汽配件主尺寸变量及约束关系式识别中的应用  56-58
    3.3.4 汽配件主尺寸变量分析实例  58-60
    3.3.5 基于产品级参数化模型的汽配件变型重用过程  60-61
  3.4 基于接口零件库的汽配件接口设计  61-68
    3.4.1 汽配件接口零件的特点及分类层次  61-62
    3.4.2 汽配件接口零件库的构造过程  62-65
    3.4.3 基于接口零件库的接口设计过程  65-68
  3.5 本章小结  68-69
第4章基于结构形状简化描述的可重用汽配零件设计实例搜索  69-91
  4.1 引言  69
  4.2 基于结构形状简化描述的可重用汽配零件设计实例搜索方法  69-72
  4.3 零件结构形状信息的简化描述方法  72-76
    4.3.1 三维设计系统中零件结构描述方法分析  72-73
    4.3.2 标准数据交换格式STEP中零件结构的表示方法分析  73-75
    4.3.3 零件结构信息的简化描述形式-边面网络图  75-76
  4.4 零件设计实例的结构形状描述信息构造过程  76-82
    4.4.1 零件三维模型的简化  76-78
    4.4.2 将简化后的零件模型自动转换成标准数据交换格式  78-79
    4.4.3 *.STP文件数据结构分析  79-81
    4.4.4 从简化后三维模型的*.STP文件自动提取结构形状信息  81-82
  4.5 可重用汽配零件设计实例的检索  82-88
    4.5.1 汽配零件三维草图模板库的构建  83-84
    4.5.2 基于边面网络图的零件设计实例索引建立  84-85
    4.5.3 可重用汽配零件设计实例检索  85-88
  4.6 本章小结  88-91
第5章基于样板实例部件划分与描述的汽配件部件级设计重用  91-113
  5.1 引言  91
  5.2 基于样板实例部件划分与描述的汽配件部件级设计重用方法  91-93
  5.3 基于样板的汽配件设计实例部件划分与描述  93-101
    5.3.1 构造汽配件设计实例部件划分及描述的样板  93-98
    5.3.2 基于样板派生出同子类其它设计实例的部件划分与描述  98-101
  5.4 汽配件部件级设计重用的可重用资源获取  101-110
    5.4.1 通过检索相似汽配件设计实例获取部件级可重用资源  101-107
    5.4.2 基于功能原理节点描述的可重用部件检索  107-108
    5.4.3 算例  108-110
  5.5 本章小结  110-113
第6章汽配件设计重用平台研究与开发  113-127
  6.1 引言  113
  6.2 工程应用背景及系统开发环境  113-115
    6.2.1 工程项目应用背景  113-114
    6.2.2 系统开发和运行环境  114-115
  6.3 系统总体结构及功能组成  115-117
    6.3.1 系统的总体结构  115-116
    6.3.2 系统的功能组成  116-117
  6.4 系统主要功能的实现及运行实例  117-125
    6.4.1 可重用设计资源的构建  117-121
    6.4.2 基于重用的汽配件设计  121-124
    6.4.3 数据的维护与集成  124-125
  6.5 本章小结  125-127
第7章总结与展望  127-131
  7.1 研究总结  127-128
  7.2 工作展望  128-131
参考文献  131-143
作者简历及博士学习期间所取得的科研成果  143

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