三维产品参数化优化设计的研究

提出了面向对象的三维产品参数化优化设计特征模型,研究了该模型系统的实现方法,利用Pro/Toolkit进行二次开发,实现基于优化的三维产品建模系统,及优化设计与参数化建模集成,为研发成本低廉、功能可靠的高质量产品提供了强有力的支持。     

面向复杂机构设计的参数化仿真技术研究

为了高效完成产品的机构设计,需要快速确定机构的结构参数,为此提出了一种以参数化仿真为核心进行复杂机构设计的新方法.该方法将机构的结构尺寸完全参数化,用户可以通过修改参数,实现机构的快速建模和仿真.主要研究了参数化仿真的内涵以及面向复杂机构设计进行参数化仿真的基本流程.最后以一种并联机构为例,在ADAMS仿真环境下对其进行了参数化仿真研究,包括机构分析、参数化建模、创建对话框及启动菜单和参数化仿真等内容,验证了该方法的有效性.     

高速并联机械手静动态特性分析及优化设计

以一种可实现选择顺应性装配机器手臂(SCARA)运动的4自由度高速并联机械手(以下简称Cross-IV机械手)为研究对象,将运动学理论与有限元分析相融合,提出一种全域参数化有限元模型的建模策略和结构参数的优化设计方法.首先以运动学逆解分析为基础,利用有限元软件Ansys的编程语言(APDL)实现机械手在位姿、尺寸和结构参数变化时整机有限元模型的快速创建;然后利用参数化有限元模型提出一种分析整机系统全域静刚度和低阶固有频率分布规律的循环建模策略,进而获得全域内性能最差位形.最后定义一种评价机械手机构动态特性的性能指标,以一组尺度参数为例,利用正交试验,深入分析结构参数对系统动态性能的影响,进而综合得到一组最优结构参数.     

聚变包层结构特征分析及其实现方法研究

建立包层信息模型是聚变反应堆包层研究发展的需要,而包层几何模型建模是其基础,三维参数化特征化CAD系统都要求在创建产品数据模型之前对产品进行结构特征分析和参数化描述,在分析影响包层结构特征的因素基础上,给出了主要影响因素与包层结构特征之间的关系,对相应的结构特征进行了定义和参数化描述,并指出了各种结构特征在特征造型系统中的实现方法.     

承载式车身结构局部改型的快速耦合参数化优化设计

针对局部改型结构建立参数化模型,并与其余有限元模型耦合,生成车身结构局部参数化耦合模型.根据性能验证该快速耦合参数化建模的可靠性以及基于该方法所建立模型优化设计的合理性.车身局部参数化耦合模型的建模准确度较高,通过试验设计及径向基函数建立的近似模型能够较好地预测车身耦合模型的性能,利用混合方法多目标优化算法求解设计变量,可实现多目标的优化设计.故快速耦合参数化优化方法在满足设计有效性同时可节省建模时间、提高优化效率.     

现代机械可视优化设计方法研究

在总结前人研究成果的基础上,提出了面向现代机械的可视优化设计法.该方法以可视化为设计手段,可以在设计过程中完成对机械产品各方面性能的检验与优化.通过对现代机械设计特点的具体分析,确定了可视优化设计法的研究内涵、研究内容、技术流程、关键技术、研发支撑软件以及具体的应用原则,从而建立了可视优化设计法的理论框架.以某企业大型直线振动筛为研究实例,对其装配过程、动态性能、运动状态及工作过程进行了可视优化设计研究,证明了该方法的有效性.实践表明,应用该方法可全面提高产品的设计质量.     

基于CATIA的导弹参数化模型驱动技术研究

先进优化设计技术对参数化建模技术及参数化模型驱动技术提出了更高的要求。研究了CATIA参数化建模技术和二次开发技术,给出了以VB．NET为平台,采用CATIA的CAA Automation二次开发接口开发参数化模型驱动程序的方法,为先进设计优化技术的一项关键技术提供了一种实现方案。最后,运用该方法开发了某导弹的参数化模型驱动程序。结果表明,采用该方法开发的驱动程序完成一次导弹参数化模型更新仅需数秒时间,完全满足先进优化设计技术的需求。     

基于UG二次开发的参数化建模方法在优化设计中的应用

 在涉及几何模型优化的工程设计问题中,目前常用的两种参数化建模方法在流程自动化或处理复杂外形的模型时存在不足。本文根据含有几何建模环节的优化任务的特点和要求,提出了一种基于UG二次开发的参数化建模方法。采用UG/Open API的外部模式结合MFC开发了模型更新程序。程序利用外界的输入参数更改模板文件中的表达式,进而更新模板产生新的几何模型,并对外输出必要的几何特征参数。该程序可以脱离UG环境独立运行,能够方便地被第三方优化平台所集成。在优化任务中,该程序作为一个黑盒参与分析过程,以设计参数作为输入,几何模型和几何特征参数作为输出。实例检验结果表明,该方法和模型更新程序用于工程优化设计具有可行性和有效性,通过进一步开发,它还可以作为一个参数化建模模块用于CAE系统或多学科设计优化体系。     

基于UG的齿轮参数化建模系统

使用UG的参数化建模功能创建圆柱直齿轮模型,然后利用UG/Open API应用程序二次开发技术,设计MenuScript菜单和UIStyler对话框及其控制程序,组成了齿轮参数化建模系统.在UG环境下,用户可选择齿轮的结构类型菜单项,在用户对话框中输入齿轮的设计参数和结构参数后,系统将自动生成完全符合用户设计要求的齿轮模型.     

基于PDMS的带式输送机三维设计

通过PDMS三维设计平台,创建带式输送机的三维模型,利用各专业在该平台上的相互配合,可以实现缩短设计周期,提高设计质量,还能确保设计结果的准确性.通过对带式输送系统设备参数化建模,将有益于带式输送系统虚拟安装技术的下一步研究.     

视频点播系统两级存储结构的设计与实现

随着网络和多媒体技术的飞速发展，对视频点播系统的需求急速增加，但传统的视频点播系统造价昂贵，不利于视频点播系统的推广应用。本文论述了一种基于大容量IDE硬盘的视频点播系统两级存储结构的设计思想、硬盘配置方案、视应文件的存储方式、系统开发模式和实现方法，为视频点播系统的设计提供了一种经济实用的新方案。     

基于UG的水力机械蜗壳参数化三维造型

归纳总结目前已有的离心泵蜗壳参数化三维造型的思路,根据离心泵蜗壳二维水力设计方法,选用UG/Open为二次开发工具,在VC++6.0编程环境下,开发出由离心泵原始设计参数直接生成蜗壳实体模型的参数化三维造型程序.该程序利用外界的输入参数更改模板文件中的表达式,进而更新模板生成新的实体模型.以离心泵SM73-100-20为研究对象,对同一个叶轮建立2种不同的蜗壳模型,一种利用本程序建立,另一种采用常规建模的方法建立,利用CFD软件分别模拟这2种模型在不同工况下的性能.结果显示2个模型的性能曲线吻合程度良好,经实例检验结果表明:该程序在工程设计中的应用具有可行性和有效性.     

基于OpenGL的巷道虚拟设计系统

基于Visual Studio 2005平台,利用OpenGL和VC++语言,建立了巷道参数化虚拟现实设计系统,实现了参数化巷道设计、场景建模和场景漫游以及设计参数实时修正等功能,为矿井设计和设计成果分析研究提供了可行方法。     

Virtual brain surgery simulation system based on haptic interaction

To improve the accuracy and interactivity of soft tissue deformation simulation,a new plate spring model based on physics is proposed.The model is parameterized and thus can be adapted to simulate different organs.Different soft tissues are modeled by changing the width,number of pieces,thickness,and length of a single plate spring.In this paper,the structural design,calculation of soft tissue deformation and real-time feedback operations of our system are also introduced.To evaluate the feasibility of the system and validate the model,an experimental system of haptic interaction,in which users can use virtual hands to pull virtual brain tissues,is built using PHANTOM OMNI devices.Experimental results show that the proposed system is stable,accurate and promising for modeling instantaneous soft tissue deformation.     

基于特征的车身覆盖件参数化建模方法研究

研究基于特征的车身覆盖件参数化建模方法。在车身覆盖件建模中引入了特征建模概念,针对车身覆盖件的结构特点及其形状特征的生成机理,提出车身覆盖件形状特征分类方法,归纳体特征控制参数和面特征控制参数。以ＱＣＪ７０８２微型轿车车门内板为例,建立了基于特征的车门内钣参数化模型。应用基于特征的参数化建模方法,可以方便地实现车身覆盖件参数化模型的建立。     

基于SolidWorks的参数化组合夹具二次开发技术

目的基于VC开发组合夹具标准件零件库,与SolidWorks三维软件无缝对接,建立人机对话界面,实现组合夹具快速设计,解决传统夹具设计时存在建模过程繁琐,设计方案修改周期较长等缺陷。方法以SolidWorks三维设计软件为平台,采用尺寸驱动法,通过三维软件提供的API来调用三维软件本身的功能,以开发出用户所需的特定功能的软件模块。结果建立参数化组合夹具元件各种类型系列化三维标准件零件库,用户按照需要输入参数,驱动已有三维模型,实现参数化建模、夹具快速设计、优化及虚拟装配。结论实例表明,基于SolidWorks的组合夹具二次开发技术,可实现一次建模多次重复调用,该方法对组合夹具设计和虚拟装配技术提供了较好的研究平台。     

人字齿轮在Pro/E中的参数化精确建模

探讨Pro/E wildfire2.0中文版软件环境下人字齿轮精确建模的参数化方法,利用其开发工具程序(Program)模块对人字齿轮进行参数化设计和自动造型.     

滚轮滚针轴承螺栓强度优化设计方法

螺栓强度直接决定滚轮滚针轴承工作载荷。而注油孔结构设计参数是影响螺栓强度的主要因素之一。针对这一问题,以螺栓最大应力和变形为优化目标,提出了滚轮滚针轴承螺栓强度优化设计方法。首先,基于三维建模软件,建立了滚轮滚针轴承参数化模型;然后,运用有限元方法,提出了滚轮滚针轴承整体有限元仿真模型,分析了注油孔设计参数对螺栓强度的影响规律;最后,采用响应面分析方法,建立了以螺栓最大应力和最大变形最小为优化目标的滚轮滚针轴承多目标优化模型,结合工程实际,获得了螺栓注油孔孔径的最优化设计参数。仿真结果表明,优化后的滚轮滚针轴承螺栓关键位置的最大应力和最大变形均有所改善,验证了所建立的滚轮滚针轴承螺栓强度优化设计方法的有效性。     

1.5m~3独立C型LNG储罐蒸发率简化算法

提出一种考虑罐壁、垫木、管路、绝热层等漏热因素的1.5m3独立C型LNG储罐蒸发率的简化计算数值模型,验证了各漏热因素的独立性,建立了计算体系,统计回归蒸发率与环境温度之间的关系,提出简化的计算公式.将罐体温度场参数化、将漏热因素简化并参数化,使用有限元方法对罐体的温度场进行数值模拟,得到罐体漏热量.比较罐壁、垫木、管路、绝热层等对蒸发率的影响,分析得出各漏热因素温度场在工程设计情况下不会产生叠加效应这一结论.罐壁对蒸发率影响较大,垫木、管路影响较小.结果表明,该算法可快速有效预报1.5m3独立C型LNG储罐蒸发率,减少建模计算流程,在LNG储罐方案总体设计阶段有着较高的实用价值.