知识驱动的驱动桥零部件智能设计

针对当前驱动桥零部件设计过程复杂、设计知识与用户特征重用较差的问题,提出一种基于知识系统流程驱动的智能设计方法.首先,整理分析驱动桥的设计知识,构建完整的知识流程并应用流程定制系统进行可视化定制表达;然后,根据各零件的特征组成进行特征开发,基于二次开发技术创建面向用户的智能参数化特征;并根据各零件之间的位置与尺寸关系,构建参数化骨架模型;最后,以系统输出的尺寸参数驱动特征和骨架模型,根据骨架模型的定位基准进行特征建模,实现三维模型的快速智能化设计.对非贯通式驱动桥的设计进行研究,实践表明,采用知识驱动的流程定制系统结合骨架模型与二次开发构建的智能参数化特征,能够清晰地表明设计过程,大量缩短设计周期与建模时间,提高设计效率.

知识驱动的滚动轴承智能设计

为了更好地适应现代化设计的需要,提高轴承快速设计的能力,提出了一种知识流程驱动的智能设计方法。首先,对轴承的设计知识进行分析,以可视化图框的形式对轴承的知识进行表达。然后,对轴承模板进行智能化、参数化的构建,通过知识系统与CAD系统的集成,形成集轴承的选型、设计校核、模型加载于一体的设计知识流程。最后,以此设计方法进行实例设计,结果表明,知识驱动的轴承智能设计方法可以有效地应用到工程实践中,极大程度地提高了知识的重用,缩短了轴承的设计周期。

基于知识的特征单元组合技术

针对当前机械产品设计效率低、周期长的问题,提出一种基于知识的特征单元组合技术,实现产品设计的参数计算和三维特征建模一体化。将产品分解为多个基本特征单元,利用二次开发、API接口、DLL封装等技术对特征单元进行程序化处理;采用知识驱动的可视化流程定制系统实现产品设计知识的表达,形成集参数计算与特征建模为一体的设计知识流程;推理该设计知识流程得到计算参数并在CAD系统中完成特征建模。以圆柱齿轮传动系统作为验证对象,详细分析了圆柱齿轮的特征及定位参数、尺寸参数的构成,整理并构建了圆柱齿轮设计计算和特征建模的知识流程,以此为推理依据,通过不同特征单元的组合完成齿轮传动系统的三维造型。结果表明,该方法可以提高产品设计效率,缩短产品研发周期,具有很强的通用性。

基于数字标工模型的飞机数字化协调方法

为实现大型飞机全数字化生产,通过深化与扩展数字标工模型的概念和内涵,提出了数字标工模型的组成元素和组织结构,分析了数字标工模型中各关键要素的建立过程和作用,阐述了数字标工协调法的思想和原理,以及在并行产品数字化设计、制造过程中的应用。同时,分析了作为唯一生产依据的实物标工模型与数字标工模型在协调过程中的区别,总结了数字标工协调方法的优势。用实例详细说明了数字标工协调方法实现协调的有效性。

基于MBD的三维工艺设计系统开发与实现

MBD技术解决了几何与非几何信息的集成表达问题,使三维设计MBD模型成为设计制造中的唯一依据,迫切需要解决与之相适应的三维工艺设计技术及设计系统,使MBD技术贯穿于产品设计制造的整个过程,真正实现三维设计制造技术。通过论述全三维工艺设计思想及其协同设计流程的基础上,提出了以设计MBD模型为依据的全三维工艺集成设计原理与方案,明确了工艺MBD模型成为所有工艺信息组织、表达的载体,以及工艺MBD模型与工序MBD模型的主从关系。同时,指出了工艺MBD模型驱动生成工序MBD模型技术是三维工艺设计系统成功的关键。在此基础上,提出了全三维工艺设计系统的功能模型及其核心信息模型,并开发实现了该系统,为全三维工艺设计系统提供了思路。

基于知识的螺纹连接类零件智能设计

传统的三维设计以点、线、面为基础元素进行建模,可能会使零部件间的联系割裂,对于复杂的产品,设计人员需要投入大量的时间进行设计,并没有产生很大的价值。本文总结了螺纹连接类零件设计流程与相关形状特征,利用自主研发的基于知识的流程定制系统进行设计流程的可视化表达与推理,并在CATIA软件中利用二次开发功能对螺纹连接类零件进行设计,将螺纹连接件的结构信息、被连接件的开孔信息和装配信息以特征代码的形式封装到动态链接中,利用基于知识的流程定制系统将特征和设计流程结合,实现特征的快速重用及连接零部件的快速重用,大大减少了设计人员的设计时间,提高了设计效率。

基于三维标注技术的数字化产品定义方法

通过总结数字化产品定义技术的发展历程,指出了三维标注技术出现的必然性。分析了三维标注技术的优点及其对数字化制造技术的影响,及三维标注技术以属性与标注解决产品非几何制造信息表达问题的本质,结合CATIA平台阐述了通过属性与标注表达产品各类非几何制造信息的具体方法。明确了三维状态下产品非几何制造信息的操作管理要求,并通过标注平面对它们进行分类表达,从而实现对它们的有效组织与管理。三维标注技术将使三维数字化模型成为数字化产品定义的唯一载体,并成为唯一的制造依据,将引起数字化制造技术的重大变革。

基于EBOP的复杂产品工艺数据模型研究

为实现复杂产品设计数据与工艺数据集成和企业信息共享,达到产品数据的全生命周期管理和控制,将产品数据集成模型分成设计数据模型和工艺数据模型两部分。以工艺活动为中心关联操作对象(输入)、结果对象(输出)设计数据、工艺数据和资源数据,按工艺活动的先后顺序形成工艺结构树或电子工艺清单(EBOP,Electronic Bill of Process),使前继工艺活动的结果对象作为后续工艺活动的操作对象,建立反映复杂产品制造过程的复杂产品工艺数据模型。用体现EBOP数据结构的XML中性格式文件实现PDM与OAPP系统之间的集成,通过产品零部件对象实现PDM系统中EBOM与BOP之间的数据集成。同时,阐述了该工艺数据模型在复杂产品生产过程中的应用。

MBD支持的产品协同设计及协同信息表达

协同信息在LCPT成员之间的记录、交流是产品协同设计过程控制中的一个难题,MBD技术为解决此难题提供了新的思路。首先阐述了MBD(Model Based Definition,基于模型的定义)技术是用集成的三维实体模型来完整表达产品几何与非几何制造信息的内涵,分析了MBD驱动下的产品协同设计工作方法,明确了MBD技术条件下的产品协同设计流程。同时,分析归纳了产品协同设计过程中的各类协同信息,指出了基于MBD模型的协同信息定义模式。最后,详细描述了各类产品协同设计信息在MBD模型中通过属性与标注的具体表达方法,为实现产品协同设计提供了完整的技术解决方案。

工序MBD模型的参数化驱动生成方法

针对当前工序MBD(Model Based Definition,基于模型的定义)模型生成中存在的问题,提出了一种基于参数化驱动的自动生成方法。首先分析了工艺MBD模型与工序MBD模型的相互关系。结合三维工艺设计系统与三维产品设计系统,详细阐述了参数化驱动生成工序MBD模型的操作流程;在此基础上,提出了按逆序方式驱动生成各道工序的工序MBD模型时对应驱动参数值的计算流程。同时,论述了三维工艺设计系统的功能框架及其信息模型。最后用实例证明工序MBD模型可以通过参数化驱动实现自动生成。

知识驱动的双横臂悬架导向机构设计

针对双横臂悬架导向机构设计系统开发成本高、维护困难及建模效率低的问题,提出了一种基于定制知识推理的设计方法.总结了双横臂悬架导向机构的设计过程,整理形成了包括双摇杆机构、导向机构硬点设计的完整设计知识流程,并依据关联设计思想,构建了导向机构参数化骨架模型;结合可视化设计知识定制设计系统,采用不同图框表达设计知识,定制形成了双横臂悬架导向机构的设计知识流程.最后,根据具体车型参数,对设计知识流程进行推理计算得到设计数据,驱动参数化骨架模型并进一步完成具体实例设计,验证了此方法的有效性.

MBD模式下机动时间自动计算的实现

针对机动时间计算中存在的问题,提出了一种MBD模式下的机动时间自动计算方法。阐述了MBD模式下三维工艺设计系统原理及包含工时计算的功能框架;将计算参数分成切削参数、结构几何参数与辅助几何参数三类,并分别阐述了这三类参数的来源;提出了零件加工工艺过程的工序、工步、加工尺寸三个层次划分,并阐述了以零件、工序、工步、加工工艺特征、加工尺寸、计算公式及算法为组织对象的三维工艺系统信息模型。同时,详细说明了余量相关与余量无关结构几何参数的获取方法及机加时间的计算原理。最后,在.Net平台上开发实现了该系统,实现了机动时间的自动计算。

榴弹弹丸质点弹道性能分析与可视化仿真

为提高榴弹设计中的计算分析精度 ,加快弹种的研发速度 ,建立了一个弹丸质点弹道模型并提出了相应的算法和软件实现 ;本软件除具有同类软件的计算功能外 ,还以可视化的形式模拟弹丸在空中的飞行全过程 ,并生成各种特性曲线 ,同时具有智能捕捉功能、查询功能。

制造企业数字化管理平台的总体规划

实现数字化管理是制造企业提高工作效率、降低生产成本的有效途径,而从总体上如何规划整个制造企业的数字化管理解决方案是其中的一个难题。以制造资源为中心,从精简业务流程的角度提出了制造企业数字化管理平台的总体方案。通过对制造资源的分类,提出了数字化管理平台划分的主要原则,将其划分成经营、工程和生产三大系统,并详细阐述了它们的主要功能以及相互之间的信息交互,提出了实现三大系统之间集成互操作的方法。按这种规划方式开发的数字化管理平台符合制造企业的实际业务应用需求,可降低制造企业的实施成本,使企业所有人、财、物、事都处于有效管理与控制之中,将最终提升企业的综合竞争能力与创新能力。

面向工程实践的《三维建模技术》课程改革

结合产品设计技术的发展现状,以及我国制造企业的应用情况,提出了《三维建模技术》课程内容的改革设想。论述了产品设计技术的发展演变历程,从技术发展及工程应用角度,阐述了三维标注技术、参数化设计技术、关联设计技术、知识工程技术的内涵、特点,分析了这四项技术在制造企业工程实践应用中的重要意义,以及在课程中讲授这些技术的必要性。最后,提出了讲授这四项技术的具体课程内容。通过课程内容改革,将培养出更符合技术发展及企业需求的创新型和应用型人才。

工程师的新语言——基于模型的定义

传统的产品定义技术主要以工程图为主,通过专业的绘图反映出产品的几何结构以及制造要求,实现设计和制造信息的共享与传递。基于模型的定义以全新的方式定义产品,它以三维产品模型为核心,将产品设计信息、制造要求共同定义到该数字化模型中,使CAD和CAM(加工、装配、测量、检验)等实现真正的高度集成,不再使用工程图纸。

榴弹弹丸质点弹道性能分析与可视化仿真

建立了榴弹弹丸质点弹道模型并提出了相应的算法和软件实现;该课题除具有同类软件的计算功能外,还以可视化的形式模拟仿真弹丸在空中的飞行全过程,并生成各种特性曲线提供设计时参考,同时具有智能捕捉功能和查询功能。

基于MBD制造体系的装配工艺数据集成

结合我国对波音787飞机的转包生产,分析了基于模型的定义MBD制造技术框架的特点。研究了在我国民机制造业的现有技术条件下,基于MBD制造技术体系的飞机装配工艺数据的集成方式,并分析和实现了控制数据一致性的方法。

工艺卡片格式定制技术的研究与实践

针对CAPP系统中工艺卡片不可定制的问题,对工艺卡片格式定制技术作了研究,介绍了一个自主开发的工具型CAPP系统中卡片格式定制工具的定制功能及其功能实现.

知识驱动的膜片弹簧离合器参数化设计

针对当前工程实践对膜片弹簧离合器快速设计的要求,提出了一种由设计流程知识与参数化模型知识驱动的参数化设计技术。通过对设计知识的划分,将其归结为设计流程知识和参数化模型知识,借用基于知识工程的流程定制设计系统中的可视化图框和设计流程图框来解决设计流程知识的表达,结合参数化设计方法、关联设计方法与CATIA知识工程模块实现参数化模型知识的表达。根据该系统中的用户自主定制功能,结合整理出的膜片弹簧离合器的设计知识流程,完成了其完整的设计知识流程,通过系统的推理决策机制,驱动已有的主骨架与分总成骨架模型,完成了新的设计实例。结果表明,该系统能够很好地融入参数化设计中,实现膜片弹簧离合器的快速设计,大幅提高了生产效率。