复杂产品建模及综合寻优设计的自动化方法

针对复杂产品的设计需求,深入分析了复杂产品的建模过程.基于参数化建模和多学科优化思想,建立了复杂产品综合优化设计的理论框架.其中,设计结构树存储了复杂产品从整机直到零件级结构信息;基于数据库协调的多学科协同寻优策略可以得到复杂产品的综合优化解.阐述了基于面向对象技术开发的数据库功能体系,该体系既保证了设计结构树中有效数据的存储,也为多学科协同寻优定义了相关操作.在实践应用上,开发了水轮发电机综合优化设计软件平台,应用实例验证了理论和实际研究工作的有效性和可行性.     

基于UML的信息系统业务建模方法

利用统一建模语言UML的扩展机制，提出了一个基于UML的业务建模方法．首先对UML模型及其扩展机制进行了简要的描述．然后提出了一个基于UML的多视图业务模型，该模型是由功能视图、资源视图、组织视图、信息视图和工作流视图构成的．针对每个视图模型的特点，采用相应的UML扩展机制对其进行描述．基于UML的业务建模方法为信息系统业务建模提供一个新的解决思路．     

多学科协同过程设计模型的共享与交互技术

针对多学科协同产品设计的需求,提出了一种基于.3D格式共享模型的协同过程交互控制技术.分析了基于共享模型视图的多学科协同设计模式,建立了浏览器/服务器(B/S)结构、消息驱动的协同过程产品模型共享环境,给出了双令牌的基于设计优先权和排序时间的共享模型互操作方法,完成了设计消息的XML封装、交换与共享.在基于Web的分布式、异构环境下完成了原型系统开发.该方法为协同产品设计过程提供了一个分布式的、应用模型共享的工作空间.     

一种基于UML的动态企业建模的研究

研究了利用扩充UML元模型定义企业建模的方法.采用了UML中的相应方法建立起企业的工作流视图、组织视图和资源视图.以一个冶炼厂的生产管理系统为例,建立了一个典型的离散型制造企业的企业模型,并实现了相应的应用软件框架,从而实现了动态企业建模在生产管理中的应用.     

基于逐次神经网络近似技术的轿车简化模型多学科设计优化

提出一种空间形变技术与神经网络近似技术及多学科可行性方法相结合的多学科设计优化方法,基于此方法对轿车简化模型进行多学科设计优化。该方法使用逐次递归近似技术与空间缩放技术,使得收敛空间逐步减小,近似精度逐步提高,利用此高精度的数学代理模型替代整车碰撞学科与NVH学科的有限元模型,最后,基于此代理模型进行车身多学科设计优化,使整车耐撞性得到提高,改善了车身的一阶振动特性,减轻了整车质量。     

基于二部图任务指派的光纤陀螺多学科快速设计

为规范航天光纤陀螺产品的设计流程、提高产品的设计效率、累积产品的设计经验,设计并建立了航天光电产品快速设计与仿真验证平台.首先,集成了多学科商业设计软件,梳理了产品设计流程,并根据设计需求对各类商业软件进行了二次开发;其次,采用二部图模型进行了设计流程的任务指派、团队选择及B岗人员选择等问题的建模,实现了产品设计资源的合理分配.实验表明:通过该项技术的应用,优化了产品设计团队,降低了产品设计成本,缩短了产品研制周期.     

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。     

多学科优化设计在柴油机设计上的应用

多学科设计优化方法是一种新的针对复杂工程系统设计的获得整体最优设计方案的方法.本文研究如何在柴油机的设计中采用协调优化方法对系统进行建模和多学科综合设计优化,并通过实际的设计应用,证明协调优化方法可以通过合理配置设计参数,实现柴油机的优化设计,综合提高柴油机的经济性、技术性能、可靠性及使用寿命.     

复杂产品系统的多视图模型

给出了复杂产品系统的一种多视图模型,该多视图模型是由构成产品的可制造物理实体的递阶结构视图、系统动态特性结构视图和系统功能特性视图组成．动态特性视图模型采用封装的形式,描述了系统的动态特性并且支持系统的动态仿真;功能视图表达了系统分功能之间相互关系,并能够很好地描述物理制造实体实现其功能的基本原理,它是实现计算机智能设计和辅助概念设计和物理设计的基础．该集成视图能够说明并行工程环境下的产品设计．     

面向软件工程的工作流管理系统

结合CMM思想和RUP技术，提出了以RUP定义的软件开发流程作为模板，以工作流管理系统作为支持环境的软件开发过程管理的新思路，介绍了工作流管理系统的模型基础，即集成化的多视图模型P_PROCE，它以过程视图为核心，集成了产品，资源，组织和控制评价视图，给出了建模，仿真和执行有机集成的工作流管理系统体系结构，在解释了以过程建模，系统维护和模型转换接口三部分组成的工作流建模系统的基础上，阐述了以个人工作台和工作流引擎为主构成的工作流执行和仿真机制。     

基于一致性程度函数的协同设计方法

在复杂产品的设计过程中,多学科设计任务间存在耦合关系．为了保证设计结果满足各子任务的设计要求,提出了一种基于一致性程度函数的协同求解方法．该方法构造了一个能描述各子任务初始解的一致性程度的函数,通过不断缩小不一致性,实现各子任务协调解的求解．减速箱的设计实例验证了该方法的有效性．     

轴流压气机低速模化设计的叶片造型

为了提高航空发动机高压压气机的气动性能,需要对高速压气机进行低速模化设计以开展试验研究.选取高压压气机后面级作为研究对象,给出了高压压气机低速模化设计的相似准则和模化设计流程,为低速模化设计提供了可以借鉴的准则.针对高速原型压气机设计工况点,制定模化设计目标,完成几何变换、通流设计、叶片造型及数值模拟.重点研究了叶片造型模化相似技术,在叶片造型设计上突破了几何相似的限制,通过三维积叠造型的设计方法保证了高低速压气机气动参数的相似性.研究为轴流压气机低速模化设计的叶片造型提供了可以借鉴的方法.     

基于Pro/E的三维参数化零部件库建设

针对工程制图教学的需要,利用Pre/E软件的三维设计功能建立了辅助教学的虚拟模型库,补充和丰富了传统实物模型。介绍了零件设计、装配体设计、工程图设计一般过程以及参数化特征设计的方法和运用。     

多平台产品快速设计方法及应用技术研究

针对复杂机械产品快速设计过程中流程无驱动、数据无载体等问题,提出了基于一致性产品信息模型和全设计流程理论的多平台产品快速设计新方法.基于骨架模型的Top-Down参数化建模原理,详细阐述包括规范计算、分析优化、参数化模型驱动及设计数据存储在内的多平台软件无缝集成技术以及数据模型规划方法.构建了产品快速设计平台软件架构.最后运用该方法构建了塔式起重机快速优化设计平台,完成了某塔机设计实例.实例表明,该塔机的研发周期大幅缩短,轻量化效果明显,验证了本文提出的多平台产品快速设计方法和技术的先进性和实用性.     

普适环境下基于映射的非对称协同感知

针对普适环境下参与协同设计的移动终端资源受限的特点,提出了非对称协同感知映射模型、机制和相应的共享工作空间逻辑一致性维持方法,提出了在共享工作空间视图中的3种拓扑映射：子图映射、顶点融合映射和路径简约映射。通过拓扑映射,使得在非对称映射中映射区域仅为资源受限端当前可能关注的内容,减少了协同感知所需资源,同时结合按需获取机制实现了视图感知的数据一致性维护。从而实现了普适环境下资源非对称终端有效协同设计。     

袖山结构模型和结构设计方法的探讨

从人体工学角度研究了袖山结构设计理论,并通过建立数学模型找到袖山立体形态与平面形态之间的关系,从而得出4种基本款式的衣袖结构设计方法,使袖山形状与袖窿形状相互吻合.这一研究方法同样可用来研究服装其它部位的结构设计.     

并行工程环境下过程建模的多视图方法研究

提出了多社图建模方法,且与信息结构方法作了对比,二者都应用于过程管理的信息流建建模,通过对比,分析了多视图建模方法的优点和缺点,说明根据需求而同时采用不同的建模的思想及如何建模,作为实例,给出某典型机械产品开发中设计部分的过程建模的结果。     

网络协同设计下的三维建模技术

三维几何模型的共享是协同设计的关键,提出用形状特征来表达共享模型,并把形状特征参数化,创建特征模型的参数配置表.共享模型的任何改变均可描述为形状特征参数的改变,并能同时完成参数配置表的修改,通过遍历特征建模的历史记录来重新生产模型.提出了基于Internet的协同设计特征建模体系结构,由3D共享建模、网络特征建模服务器、特征建模用户和标准通信协议等组成.所有用户使用同一服务器,服务器维护3D特征建模、维护设计者意图、确保数据交互的一致性、保证所有用户实时更新并管理所有用户之间的通信交互.     

道路路线三维整体建模方法研究

现有的道路三维建模方法只能实现道路模型与地形模型在外观上的整合,其内部关系是完全割裂的.深入研究了一种建立道路三维整体模型的方法.首先将设计点(特征线)与地形点(特征线)整合,形成原始点(特征线)集合.针对原始点集采用逐点插入算法进行Delaunay三角剖分,再依据约束边将初始三角网调整为约束Delaunay三角网,由此得到外观与内部拓扑关系均为整体的道路三维模型.实践表明,该方法具有整体性好、网形优、速度快的优点.图6,参11.