機械產(chǎn)品概念設計的若干方法研究.pdf

1、概念設計是產(chǎn)品開發(fā)過程中最為重要的階段，也是計算機輔助設計的最薄弱環(huán)節(jié)。概念設計不僅對產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、性能、可靠性、安全性和環(huán)保性有著極大的影響，更重要的是，所產(chǎn)生的缺陷無法由后續(xù)的設計過程彌補。 該文研究了機械產(chǎn)品概念設計中的客戶需求規(guī)范化、產(chǎn)品特征建模、原理方案生成、方案推理求解、設計方案評價以及原型系統(tǒng)實現(xiàn)，并進行產(chǎn)品實例的應用驗證，期望有效地實現(xiàn)機械產(chǎn)品設計方案的創(chuàng)新和變型，豐富概念設計的求解途徑。 主要工作及

2、創(chuàng)新點： 1.提出了基于作用流的產(chǎn)品概念特征建模方法。在討論功能、行為與結(jié)構(gòu)的層次關系和映射邏輯的基礎上，從輸入輸出流出發(fā)，分別結(jié)合功能基、鍵合圖和有向圖建模產(chǎn)品的功能、行為和結(jié)構(gòu)特征；構(gòu)建作用流實現(xiàn)功能、行為和結(jié)構(gòu)三者之間的有效聯(lián)系，進而建立了功能-行為-結(jié)構(gòu)的特征映射模型，通過功能分解和特征映射獲取產(chǎn)品方案，最終實現(xiàn)了基于作用流的產(chǎn)品功能求解；結(jié)合減速器傳動功能求解實例予以說明和驗證。 2.提出了基于能量交互的原理方

3、案生成方法?；谀芰苛鞅硎净驹男袨檎Z義，提取元件接口的類型、大小、方向與約束特征；將受相應物理原理和規(guī)則控制與約束的單行為以因果關系聯(lián)結(jié)成有向圖，構(gòu)建因果行為聯(lián)系及其拓撲矩陣表示系統(tǒng)的復雜行為，從而構(gòu)建了技術系統(tǒng)的能量交互模型；建立了基于能量交互的原理方案生成過程模型，包括變型過程模型和創(chuàng)新過程模型，其中方案變型通過在約束條件下擴展基于因果行為聯(lián)系構(gòu)建的設計模板來實現(xiàn)，方案創(chuàng)新通過正向推理創(chuàng)建因果行為聯(lián)系進而組合元件來實現(xiàn)；結(jié)合工

4、業(yè)高速平頭鎖眼機設計實例予以說明和驗證。 3.提出了基于狀態(tài)空間的方案推理和基于模糊距離度量的方案評價方法。建立了包含知識抽取和知識表示的設計知識獲取框架，基于功能-行為-結(jié)構(gòu)映射關系模型抽取設計知識，結(jié)合產(chǎn)生式規(guī)則和面向?qū)ο蠓椒ㄟM行表示；開發(fā)了基于狀態(tài)空間的窮盡式搜索求解策略，基于設計要求在元件庫中順序搜索基本元件，從而生成描述狀態(tài)空間的方案樹，其中每一分支表示一個可行方案；提出了基于模糊距離度量的設計方案評價方法，采用模糊術