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《东北大学》 2006年
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面向产品广义质量的“1+3+X”综合设计法及其应用研究

李小彭  
【摘要】:机械产品在国内外市场中竞争力的强弱,在很大程度上取决于产品的质量,而且随着现代科学技术的快速发展与市场竞争的日益激烈,产品的技术含量和复杂程度正在不断增加。本文所述的质量是包括质量Q(Quality)、价格C(Cost)、研发生产周期T(Time)、工作环境E(Environment)和售后服务S(Service)等用户对产品的各种要求的广义质量。而产品的广义质量在很大程度上取决于产品的研究与开发,最重要的就是产品的设计,产品的设计质量可赋予某种产品“先天性优劣”这种至关重要的本质特性。因此对绝大多数的产品来说,产品的设计工作在保证产品质量的过程中起着头等重要的作用。 长期以来,国内外科技工作者试图通过研究与设计来满足用户对产品广义质量的要求,尽最大努力来提高所研制产品的质量。到目前为止,为了使研究开发出的产品获得较高的广义质量和综合性能,已提出了数十种设计方法,如概念设计、可靠性设计、动态设计、优化设计、智能设计、虚拟设计、绿色设计等,这些设计方法虽然可从不同角度来满足用户对产品广义质量的要求,但存在着一定的局限性。在产品设计中全面采用所有这些设计方法是不现实的,只能选择对产品质量有重要影响的少数几种方法进行产品设计,而对其它能实现产品质量基本要求的设计方法,只能在设计过程中进行适当考虑,对产品质量影响不大的设计方法甚至不予考虑。 据此,闻邦椿教授提出一种以非线性动力学理论与方法、智能控制理论与技术和计算机技术为基础的,以“功能优化设计、动态优化设计、智能优化设计和可视优化设计”为核心的,以提高产品广义质量和综合性能为目标的、能够克服单一设计法局限性的、面向现代机械产品广义质量和综合性能的高层次的“1+3+X”综合设计法,本文对综合设计法理论及其应用进行了研究,并利用此方法完成了静动压沉拔桩机的“1+3+X”综合设计与质量综合评价。 本文建立了“1+3+X”综合设计法的整体理论框架,构建了“动态优化设计、智能优化设计和可视优化设计”为核心的并融为一体的“三化”方法的基本思想,对机械产品功能优化设计的理论和方法,以动态设计、可靠性设计为主的非线性动态优化设计法的理论与方法,以产品工作参数、工作过程智能控制为目的的智能优化设计法的理论与方法和以装配过程、工作过程可视化为内容的可视优化设计法的理论与方法等进行了详细的论述,以及采用综合设计法使所设计产品获得良好的功能、结构性能、工作性能和工艺性能的思路。 产品的功能优化是产品设计工作的先导,它是产品设计中一项十分重要的工作,它关系到产品直接所完成的功能与工作效率。由于静力桩机在间歇沉桩方式下,双层沉桩机构同向工作,即同时从上往下沉桩,当到达下限位置时,同时上升回程,这样就出现桩的停歇现象,然后再次下沉。交替沉桩时,双层沉桩机构相向工作,一下一上,在彼此到达上下限时交换,同样存在桩身停歇现象。针对液压静力沉拔桩机在施工过程中存在桩身停歇而增加沉桩阻力的问题,利用“1+3+X”综合设
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB472

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