收藏本站
《浙江大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

过程型机械系统计算机辅助方案设计技术研究

周懿  
【摘要】:机械系统的方案设计直接决定着产品的功能、质量及成本,是产品设计的关键。当前,计算机辅助设计(CAD)技术在一般机械系统的设计信息表达、结构性能分析以及产品数据管理等方面的研究和应用日趋成熟,但对于方案设计环节的支撑还相对较为薄弱。鉴于机械系统的计算机辅助方案设计往往依赖于特定领域的专业知识,并可能需要依据设计问题的特点采用专用的设计模型和具体的智能化设计方法,其研发工作多为针对特定范围、特殊类别机械系统的专用型系统。 本文研究针对锅炉、汽轮机、压缩机等具有过程系统特征的特定机械系统,提出将这些在功能原理上与过程系统相似,通过多个或多级部件的相互配合、协作,共同完成对进出系统的物料变换或能量转换的机械系统归类为“过程型机械系统”(以下简称“PMS”),进而结合机械系统和过程系统的设计理论和方法,研究PMS计算机辅助方案设计的共性问题和技术,具体包括功能原理分析,设计模型、设计过程和方法研究等,旨在研发PMS计算机辅助方案设计系统以提高PMS方案设计的质量与效率。 论文的主要内容如下: ◆提出了PMS的分类,定义了“过程部件”、“总体布置”等关键概念。其中“过程部件”泛指实现对进出物料或能量的进行特定变换处理的机械部件,多级过程部件按照特定的逻辑组合构成PMS的“总体布置”。对PMS的主要特征进行了分析,提出从单元级和系统级的物料变换逻辑两个层次来理解PMS的功能原理,前者表现为过程部件对于进出物料的分支数、类型以及相关属性的变换,后者主要描述在特定总体布置逻辑下,由PMS所有过程部件共同配合将输入系统的物料逐级累积变换为输出系统的物料。 (?)以PMS的概念和特征认知为基础,借鉴机械工程和过程系统工程的相关理论,提出将PMS的方案设计分为总体布置设计与过程部件设计两个层次,通过总体布置设计解决系统层面的部件配合问题,而通过过程部件设计探索满足特定物料变换任务的部件具体结构。结合“功能-行为-结构”FBS设计模型理论,提出分别采用系统级和单元级的“功能-行为-结构-知识”四元组描述PMS的总体布置设计模型和过程部件设计模型。其中,“结构”对应于PMS中任一过程部件以及部件组合形成的PMS总体布置,“功能”表达结构的物料变换需求,“行为”描述特定结构所实现的详细物料变换内容,“知识”统括设计过程所使用的规则、经验、方法等。 (?)物料变换逻辑的描述和表达是构建PMS方案设计模型的关键。将PMS系统中任意位置处的过程部件和物料分别抽象为“广义过程部件”和“广义物料”两类对象,部件级的物料变换逻辑由一个广义过程部件和输入输出该部件的广义物料集合组成,进而再通过同一广义物料对于相连广义过程部件的流出和流入逻辑使得各广义过程部件相互衔接形成系统级的物料变换逻辑。对于上述变换逻辑的形式化表达问题,在技术上提出了一种基于ID关联的描述方法,采用ID来唯一标识所对应的过程部件和物料,通过记录相关联对象的ID来建立对象之间的连接关系。 (?)提出将PMS系统方案设计活动分解为方案创建、方案分析、方案评价和方案调整四项子活动,分别在总体布置设计和过程部件设计两个层面上,研究了基于四项子活动而实现PMS方案设计的过程。归纳了支持PMS系统的方案设计过程的主要智能CAD方法,并阐述了这些方法在PMS系统设计过程中的运用。 (?)基于本文研究提出的PMS系统计算机辅助方案设计理论框架,具体针对锅炉计算机辅助方案设计问题,采用面向对象技术设计了系统的软件模型,研发了锅炉方案设计系统的原型,并给出了系统的具体应用描述。 本文针对PMS这一特殊类别的机械系统开展计算机辅助方案设计技术的研究工作,奠定了该领域进一步技术研究及系统开发的基础,填补了过程系统与机械系统学科交叉领域的研究空白,并对其它类别系统的计算机辅助方案设计研究具有借鉴意义。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH122;TP391.72

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王振华;邓家褆;隋鹏飞;王永坡;;复杂工程系统综合设计优化环境[J];北京航空航天大学学报;2007年02期
2 张志勇;吴玉月;郭飞;;面向包装机械产品数字化设计的数据管理集成系统[J];包装与食品机械;2010年01期
3 张晓丽;李鑫;郭智春;胡东明;;基于CBR的机械产品智能设计方法研究[J];大连理工大学学报;2008年06期
4 钟崴,傅迎春,童水光;通用锅炉热力计算软件的系统建模研究[J];动力工程;2002年02期
5 谢金芳;钟崴;周懿;童水光;;锅炉蛇形管蒸发受热面水动力特性的理论分析[J];动力工程学报;2010年06期
6 周懿;钟崴;童水光;;通用锅炉烟风阻力计算系统的研究与开发[J];电站系统工程;2008年06期
7 杨帆;任建勋;杨昆仑;宋耀祖;;通道内空气热磁对流的协同分析[J];工程热物理学报;2006年S2期
8 曾任仁,郑智龙;用层次分析法确定工业设计评价指标、要素的权值模型研究[J];工程图学学报;2000年02期
9 孔凡国,邓祥明;智能化概念设计系统集成求解策略的研究[J];工程图学学报;1998年02期
10 钟崴,许跃敏,童水光;通用锅炉热力计算算法研究[J];华东电力;2000年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵果;辛勇;;基于多指标综合评价的注塑工艺参数优化[J];工程塑料应用;2008年01期
2 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
3 乔志杰;程翠翠;;基于遗传算法优化的模糊PID控制研究及其仿真[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
4 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
5 安振刚,李谋渭,尹显东,于宁,唐伟;遗传神经网络在平整轧制力预报中的应用[J];鞍钢技术;2001年06期
6 石怀荣;基于毕业设计质量的探讨[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2005年05期
7 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
8 王忠群,谢晓东;基于本体的异构软件集成技术的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年03期
9 马友平;;生长模型McDill-Amateis的遗传算法拟合研究[J];安徽农业科学;2007年33期
10 黄海;;基于数据包络分析的土地整理项目规划方案评价[J];安徽农业科学;2008年16期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于恒兰;;综合评价的多元分析方法——主成分分析法[J];安徽大学学报;1993年03期
2 韩晓建,邓家褆;产品概念设计方案的评价方法[J];北京航空航天大学学报;2000年02期
3 韩晓建,邓家褆;产品概念设计网络求解的评价算法研究[J];北京航空航天大学学报;2000年03期
4 韩晓建,邓家褆;机械产品设计的过程建模[J];北京航空航天大学学报;2000年05期
5 曾令卫,邓家褆;CPC环境下产品概念设计集成知识模型的研究[J];北京航空航天大学学报;2003年01期
6 胡红元;赵燕;卢杰;;包装机械数据库管理系统设计[J];包装工程;2006年06期
7 余迪意;因子分析法介评[J];财经科学;1993年05期
8 王庆石;统计指标间信息重迭的消减办法[J];财经问题研究;1994年01期
9 苏宝华,真彤,吴昭同,祁国宁;集成产品模型[J];成组技术与生产现代化;1997年03期
10 聂立;王鹏;霍锁善;姚本荣;;东方型300MW循环流化床锅炉开发设计[J];东方电气评论;2007年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙树林;瞿志展;;关于自由度的计算[J];河南科技大学学报(自然科学版);1980年01期
2 黄镇东;;机械系统综合的一般方法[J];机械科学与技术;1982年02期
3 杨雄飞;;机械系统的键图模型[J];江南大学学报(自然科学版);1986年02期
4 黄洪钟;机械系统可靠性分配的模糊方法[J];机械科学与技术;1996年02期
5 连晋毅,华小洋,史清录;可修复机械系统的模糊可靠性分析[J];农业机械学报;2004年06期
6 张德荣;;高精度固体内耗仪的机械系统检测研究[J];机电产品开发与创新;2006年03期
7 孙立荣;郭雷;林崇;张爱芳;;一类时滞机械系统的振动控制[J];科技信息;2009年08期
8 宋理敏;汤志远;;产品的机械系统仿真设计[J];机械工程与自动化;2011年02期
9 王军;;步冲机机械系统总体设计[J];中国科技信息;2011年16期
10 黄胜兴;;机械系统稳态速度波动的数值解[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);1985年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 毛恩荣;林建;周一鸣;;机械系统人-机界面评价指标的研究[A];第四届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];1999年
2 韦凌云;赵玫;;机械系统动力优化设计的并行遗传算法[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
3 冯劲梅;苏永升;;机械系统动态设计及在风机降噪上的应用[A];面向21世纪的生产工程——2001年“面向21世纪的生产工程”学术会议暨企业生产工程与产品创新专题研讨会论文集[C];2001年
4 喻天翔;张祖明;成刚虎;孙玉秋;;零件相关的机械系统可靠性现代设计理论[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
5 曹晨明;;浅谈机电一体化机械系统设计的思路和对策[A];采矿工程学新论——北京开采所研究生论文集[C];2005年
6 摆玉龙;杨志民;梁西银;;机械系统多种建模方式的20-sim软件实现[A];电子高等教育学会2008年学术年会论文集[C];2008年
7 李鸿光;;基于能量流分析的机械系统中高频振动分析[A];第三届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2009年
8 谢里阳;张静;;一般机械系统可靠性预测模型及相关问题[A];2010年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第二次全体委员大会论文集[C];2010年
9 涂善东;周帼彦;于新海;;化学机械系统的微小化与节能[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
10 郑帅;钟亮;;超高真空闸板阀中运动机构的优化设计[A];2005'全国真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 魏天飞;英国高速贴标机进驻中国[N];中国包装报;2007年
2 周琪华 袁志明;市机械系统 立足“五结合”实现“五推进”[N];衡阳日报;2009年
3 本报记者 李柏芳 实习生 肖翠 旷小华;市机械系统自加压力[N];衡阳日报;2009年
4 特约通讯员 吴海明;安徽机械系统召开技术创新成果演示会[N];中国职工科技报;2006年
5 盛国昌;合肥机械系统产值突破50亿[N];厂长经理日报;2002年
6 丁耐生;“十五”起步开门红[N];中国机电日报;2002年
7 朱小红;立信向港大捐款成立 立信先进机械系统研究中心[N];中国纺织报;2008年
8 意大利SMI集团中国代表处 陈晓非;数字时代如何控制我们的机械系统[N];消费日报;2002年
9 ;集装单元及集装单元化(二)[N];现代物流报;2006年
10 芳伟;我们与国外印机行业的差距在哪里[N];中国包装报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 詹孝贵;腔光机械系统中电磁诱导透明及其相关现象的理论研究[D];华中科技大学;2013年
2 刘贤喜;机械系统虚拟样机仿真软件的实用化研究[D];中国农业大学;2001年
3 周懿;过程型机械系统计算机辅助方案设计技术研究[D];浙江大学;2011年
4 宋正河;机械系统人机界面优化设计方法的研究[D];中国农业大学;2000年
5 陈彬;玻色—爱因斯坦凝聚体腔光机械系统中的光传播特性研究[D];上海交通大学;2012年
6 甄圣超;[D];合肥工业大学;2014年
7 袁泉;非树型机械系统运动仿真模型和算法的研究[D];中国农业大学;2000年
8 崔明月;机械系统的随机建模、控制和应用[D];曲阜师范大学;2014年
9 赖旭芝;一类非完整欠驱动机械系统的智能控制[D];中南大学;2001年
10 李华;逆算符法及其在机械非线性动力分析中的应用[D];西安电子科技大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 莫平杰;基于HHT方法的机械系统模态参数识别[D];浙江大学;2011年
2 田金刚;梁、板的直接边界元法机械系统解析及应用[D];西安理工大学;2005年
3 陈华俊;微纳光机械系统的量子动力学研究[D];吉首大学;2012年
4 何炜;腔光机械系统的奇异量子光学效应研究[D];上海交通大学;2011年
5 刘正恒;机械系统碰撞动力学响应的计算机仿真研究[D];湖南大学;2003年
6 喻天翔;复杂机械系统可靠性理论研究与应用[D];西安理工大学;2003年
7 周燕辉;一类新型复合球副的设计及其制造[D];南昌大学;2005年
8 石玉平;非正交坐标系机械系统的误差分析[D];西安理工大学;2004年
9 白玉铭;垂直循环式立体车库设计研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 刘扬;管道全位置自动内焊机的总体方案及机械系统研究[D];天津大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026