多学科信号系统的功能表示与智能综合方法

提出了一种基于信号转换原理解知识智能综合的多学科信号系统概念设计方法.该方法以结构化的多学科信号转换原理解的功能知识表示模型为基础,借助"感知-选择-作用"的原理解综合求解方法来实现多学科原理解的概念设计.初步建立了多学科信号转换原理解知识库,开发了相应的计算机辅助多学科信号转换概念设计原型系统,并进行了应用验证.     

机械设计中轴系结构主要功能元的特征属性研究

众所周知,传动系统是机械产品的重要组成部分,其功能主要是实现运动形式、运动及动力参数的转变。机械传动系统的设计是机械产品概念设计过程中的一个重要环节,也是决定机械产品创新性和性能的重要阶段。在过去的二十年里,机械传动系统概念设计的自动化成为了国内外众多学者和专家的研究热点之一,在单级传动和功能自动分解,以及子功能解自动组合等方面均有显著成果。     

基于启发式搜索的能量转换系统概念设计方法

针对目前的概念设计方法在考虑多种能量对象细节特征匹配性方面的不足,以能量转换产品基因模型为基础,提出了一种基于相异物理量间最短路径知识的启发式搜索求解模型.一种海浪照明系统的概念设计实例证明:该模型不但能在复杂能量转换系统的概念设计过程中正确考虑输入输出能量对象在细节特征上的匹配性,增强组合解的可行性,而且能借助最短路径知识和其他启发式知识较迅速地从知识库中找到合适的组合原理解.     

基于智能规划的自动化概念设计综合方法

为进一步提高计算机辅助概念设计(CACD)系统的求解效率,基于人工智能中智能规划的思想,提出了一种新的启发式自动化概念设计综合方法.该方法基于状态-动作的表达方法对原理解的功能知识进行表达,并利用规划图原理对原理解进行组织和存储.结合提出的前向链集成策略、后向链集成策略和前后向链综合集成求解策略,可以高效率地对设计问题进行求解.最后,以海浪发电照明系统的概念设计为例.对该方法的可行性和求解效率进行了验证.     

概念设计产品表示模型研究

给出设计特征、功能转换传递元等概念,对FTU的结构表示和FTU的结构组合进行了描述.在已提出的概念设计产品基于原型构件-原型接合的层次P/T模型的基础上,建立了带能量流动关系的概念设计产品P/T模型.采用有向图来表示FTU结构单元之间的能量流动关系,从而建立起完善的概念设计产品结构模型.     

机构系统概念设计中行为到机构的映射方法

基于功能一行为一结构映射的机构系统概念设计模型,在已知行为结构前提下,通过机构方案解的综合和优选,实现行为到机构的转换;基于输出构件基本动作进行机构分类,建立行为一机构形态学映射矩阵;建立执行机构系统方案评价准则和量化指标;基于遗传算法构建行为一机构映射优化求解数学模型和方法,并给出实例.     

基于机构组合原理复杂机构的符号表达

概念产品的信息表达是目前实现计算机对机构概念设计支持的瓶颈问题，作者基于机构组合原理，用矩阵形式描述基本机构，给出了串联式、并联式和混合式3种基本机构的组合方式的符号表达方法，该方法能够描述机构的类型、连接关系、空间位置关系以及机构的多功能等信息，为开发基于基本机构组合的复杂机械系统的计算机辅助概念设计系统奠定了理论基础，以复杂凸轮连杆机构为例，验证了本文提出的符号表达方法的可行性。     

从常见带式输送机传动方案探讨机械创新设计

通过对带式输送机传动系统的功能分析、求组合原理解、传动方案的评价与决策和传动系统的优化设计，着重论述了机械创新设计的目标、基本过程和特点。强调指出了设计的本质是创新，而机械创新设计的核心是概念设计。     

机构系统概念设计中功能到行为的映射方法

基于功能-行为-结构映射的机构系统概念设计模型,通过与功能相关联物理行为的综合,实现功能到结构的转换;通过分析执行动作形式,定义了有效工作时段的动作形式;在确定工作原理的条件下,建立了构造功能与有效工作时段动作映射矩阵的方法.根据专家经验,对能实现一个功能的所有有效工作时段动作进行评价,建立了从整个工艺动作过程的动作方案,集中寻求最优化有效工作时段动作方案的评价规则、数学模型和求解方法,并给出实例.     

机电一体化系统功能原理求解

建立了机电一体化系统功能原理解的接口特征模型,提出了基于接口特征匹配的机电一体化系统功能原理求解典型进程、机电单元功能原理求解与接口匹配并行策略.开发了一个支持电脑刺绣机、多功能缝纫机等机电产品功能原理求解的计算机辅助系统,进行了实例验证.     

具有行星传动的机械传动系统的弹性动态建模

讨论了具有行星传动的机械传动系统的弹性动态方程的建立方法，将行星传动和定轴传动化成基本子系统，建立子系统的刚度和阻尼矩阵，综合各子系统，最后获得整体传动系统的弹性动态方程。     

基于多色集合理论的概念设计形式化解决方法

应用多色集合理论的个人颜色、统一颜色和递阶结构树建立了产品的概念设计递阶结构信息模型，分析了概念设计产品信息模型中的三类约束关系，并用统一颜色和元素个人颜色之间的的模块布尔矩阵对这些约束关系进行了形式化描述．提出了产品概念设计推理过程的形式化方法，实现了从产品功能需求到方案元表示的可行方案的推理过程，并把推理结果提供给下层设计进行优选和评估．最后，以隔振系统的概念设计为例验证了该方法．研究结果表明，该方法可以快速地对产品概念设计进行信息建模，为知识创新提供了一个全新的思路。     

多机构单动力驱动系统的设计

分析一种基于单动力驱动多机构的,可获得高精度及可靠性高的机械传动的供货系统.该系统通过速比分配箱把输入功率按功能需要分配到能实现同步运转的各机构上,从而实现将货物从提货位搬到供货位之功能.多机构包括将货物首先运送到提货位的运货机构、再将货物提升到转货位的提升机构和最后将货物定点在供货位的旋转机构.以供货系统的传动功能和结构参数为依据,探讨2个速比分配箱的设计方案,为整个系统的机械结构设计打下理论基础.     

混联液压系统通断特征知识表达模型及其分解规则

用通断特征矩阵表达混联液压系统初始设计要求进而形成阀体单元的知识表达模型,通过通断特征矩阵的分解与匹配操作来完成方向控制阀的概念设计．方向控制阀是混联液压系统液流控制的基本单元,通过实际模型中方向控制阀的通断特征建立基本单元库,并制定出特征矩阵串、并、混联运算规则．遵循特征矩阵的串、并、混联运算规则,初始矩阵被分为一系列子矩阵,通过子矩阵与单元库基本元素匹配完成液压系统方向控制阀的选型,将所有阀体组合可完成液压系统设计．整个特征矩阵分解与匹配过程便于编程实现,为混联液压系统计算机辅助设计提供了一种知识表达模型与运算方法,并通过实例验证了该方法的有效性和可行性．     

一种活塞环光密封度测试仪的设计

基于光学原理设计了一种活塞环光密封度测试仪.该仪器由光电传感组件、机械传动装置以及控制与数据采集处理系统三部分组成.机械传动装置中放置活塞环的大齿轮盘一端由电机通过小齿轮驱动,另一端由滚动轴承支撑,结构简单,传动准确.控制与数据采集处理系统中的上位机将单片机传输来的数据处理后以极坐标方式表达,实现了活塞环漏光程度和位置的可视化,与目前国内活塞环生产企业普遍使用的人工目测方法在视觉上非常接近.     

基于产品基因的无人探测小车概念设计方法

为解决概念设计阶段由于设计约束和关键信息模糊不全,导致设计者在进行设计时具有一定的盲目性,且设计出的方案可行性难以保证的问题,提出一种基于产品基因的概念设计方法,创建了概念设计过程模型.在此基础上,提出了产品基因的概念和结构及一种基于功能元的产品基因编码方法.以无人探测小车为例对基于产品基因的概念设计方法进行了说明.结果表明该方法能够使影响概念设计的关键产品信息明确化,降低设计的盲目性,从而提高设计方案的可行性和设计效率.      

基于TRIZ/QFD/FA 的产品概念设计过程模型

为提高设计效率,在计算机辅助概念设计过程中实现创新设计.通过对TRIZ创新理论原理、质量功能配置(QFD)等设计方法的研究与运用,提出了基于QFD、功能分析(FA)和TRIZ的概念设计过程的集成模型.分析了如何规范从设计需求分析到设计方案提出等一系列过程,给出了各阶段解决具体问题的方法和工具,并对简单纺纱机构进行了实例分析,达到了预期效果.     

一种能设计计算机械工作循环的概念设计过程模型

设计计算机械工作循环的实质是协调各执行机构运动区段的逻辑关系和时序关系 .将功能、行为和结构抽象为“工作”,隶属关系、逻辑关系和时序关系抽象为“箭线”,运用搭接网络技术可建立基于功能 -工艺动作 -执行机构的机械运动系统概念设计过程模型 .该模型的 3个基本层次各含有多个子层 ,子层网络结构由工作和箭线构成 .功能、行为和结构的映射通过工作实现 ,各层之间隶属关系、逻辑关系和时序关系的映射通过箭线实现 .为设计计算工作循环 ,建立了该模型结构子层的数学模型 .应用实例说明了该模型能表达设计方案的概念设计过程和设计计算机械工作循环     

机构系统概念设计的基本内容

提出了机构系统概念设计的步骤：(1)工艺动作过程的构思，这种构思方法主要有基于实例的改善、基本动作的综合和拟人化分析等几种；(2)将工艺动作过程实现动作分解，分解所得每个独立的动作称之为执行动作；(3)选择或创新执行机构实现各个动作；(4)采用形态学矩阵方法构成多种机构系统；(5)通过综合评价得到综合最优的机构系统．上述这种工艺-动作-机构的功能求解方法使机器概念设计与机构系统设计统一起来．文中用实例说明它们的应用．     

蚂蚁算法在概念设计方案求解中的应用

通过分析概念设计方案求解问题与旅行商问题的相似性，将方案求解问题转化为组合优化的最优路径问题，建立了基于动态规划的解空间模型和基于最长路径的优化模型，利用蚁群系统内在的正反馈寻优机制，将求解旅行商问题的基本蚂蚁算法应用于方案求解的组合优化过程，结合遗传算法的交叉变异操作，提出一种基于改进蚂蚁算法的求解方法，从而快速有效地获得了最优方案解，最后，以压力机的概念设计为例验证了该方法，研究表明，该方法是合理可行的，它可以使方案求解的人工寻优过程实现算法化，并具有较好的可操作性，从而为解决方案优化的组合爆炸问题提供了一种新的思路。