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《中国农业机械化科学研究院》 2005年
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机械产品数字化设计及关键技术研究与应用

杨方飞  
【摘要】:产品设计是制造业的灵魂。近年来,信息技术的迅猛发展使得传统的设计方法逐渐为现代设计方法所取代,大批学者对现代设计方法进行了研究。数字化设计技术涵盖了现代设计的最新技术,同时又是现代设计的前提,对其进行深入研究十分必要。尽管目前我国能生产的农业装备品种很多,但产品技术水平、产品结构与发达国家还存在相当差距,究其原因,还是在设计这一源头上没有取得突破性进展。本文试图将数字化设计技术引入农业机械行业,以改变传统农业机械生产方式,朝着提升我国农业装备设计制造的整体水平方向努力。 作者以农业用泵及稻麦联合收割机为切入点,研究了数字化设计的有关理论及技术,其中创新点如下: 研究了虚拟原型技术、网络化产品协同设计、多学科领域设计与仿真的分布式计算模型,在此基础上,提出了基于虚拟原型技术的数字化产品系统开发体系结构,并将其应用于农业机械虚拟产品开发中; 针对目前潜水泵三维实体造型几乎空白的现状,在水力设计结果的基础上研究了关键过流部件的三维建模策略,着重研究了农业用泵的特征建模以及参数化建模技术,并实现了潜水泵零部件自动和半自动的三维实体模型的建立; 为潜水泵的性能预测建立了较完善的CFD分析模型,确定了潜水泵计算的网格模型、流固耦合模型、湍流模型、离散格式、边界条件,最终较准确的实现了潜水泵的虚拟性能测试,对设计的合理性予以验证,并对影响性能的关键部位(叶片、导叶)表面以及关键位置(垂直轴平面)的速度场、压力场进行了分析; 研究了虚拟装配的实现过程,根据产品信息的不同抽象程度,将产品信息分为零件层、装配特征层、几何面层和面片描述层,并借助几何要素与三角形面片之间的映射关系,实现了虚拟环境下潜水泵零部件的重构以及虚拟装配; 研究了对泵性能有关键影响的叶片曲面的虚拟加工仿真,提出了将叶片工作面和背面分开加以考虑,对于可能发生全局干涉和局部刀具干涉的叶片背面进行了快速检查,对于发生干涉的点,利用调整刀具后跟角和侧偏角进行修正。在进行刀具行距和步长计算时,并采用“Iso-scallop”法,以获得最高的加工效率; 将基于实例的设计技术应用于农业机械的设计过程,克服了问题域为病态结构域的机械产品设计过程中基于规则和基于模型推理难以实施的不足,一定程度上解决了知识获取的瓶颈,加速了农业机械产品的开发,提出了一种新的实例动态存储模型,并采用基于模糊相似优先比对相似实例进行判断。 本论文是在国家自然科学基金课题“新型农业用泵虚拟设计与智能仿真系统集成研究”以及正在申请的自然科学基金课题“新型联合收割机数字化设计新技术及其系统设计”背景下,对机械产品数字化设计技术研究的探索,研究成果对于农业机械其它产品的研发也具有一定的指导意义。
【学位授予单位】:中国农业机械化科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH122

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李慧丽;郎利辉;苏怀忠;焦伟;;大型航空装备数字化设计关键技术[J];制造业自动化;2009年02期
2 何朝明;陈黎丽;王强;;面向零件模板和骨架的快速设计[J];四川教育学院学报;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 李慧丽;郎利辉;苏怀忠;焦伟;;大型航空装备数字化设计关键技术研究[A];全国先进制造技术高层论坛暨第七届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2008年
2 杨自栋;王相友;刁培松;彭力;;提高山东省农业装备数字化设计水平与创新能力的研究[A];山东省重点学术研究成果(2008)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王丽红;基于数字化设计的家禽取内脏机关键技术研究[D];中国农业机械化科学研究院;2011年
2 艾辉;复杂产品协同开发平台关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
3 李杰;面向产品设计的数字化功能样机技术的研究及应用[D];中国农业机械化科学研究院;2007年
4 周玉石;结构设计的虚拟原型技术与应用研究[D];同济大学;2007年
5 李光;液压集成块集成化智能化设计理论与方法[D];天津大学;2012年
6 夏大勇;水电工程重型缆机架空索道系统动力学及可靠性研究[D];武汉大学;2013年
7 王石;挠性圆盘移栽机数字化设计及试验研究[D];沈阳农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘博;叶片式流体设备数字化研发与优化研究[D];郑州大学;2010年
2 姚立新;基于SolidWorks的低温冷榨榨油机的数字化设计[D];天津大学;2010年
3 王晓丽;农田清平机关键部件的数字化设计[D];河北农业大学;2012年
4 闫光;Z型联合收割机关键部件数字化设计技术研究[D];吉林大学;2007年
5 吉军;无阀冲击旋转型液压锚杆钻机动力头优化设计与动态仿真研究[D];西安建筑科技大学;2007年
6 曹宇宁;液压集成块虚拟装配仿真系统研究与开发[D];大连理工大学;2007年
7 魏清顺;潜水泵导流器的特性及提高泵性能的研究[D];兰州理工大学;2008年
8 谢莉;水泵数字化设计模式的研究[D];湖南师范大学;2010年
9 陈黎丽;基于构件理论的骨架类产品快速设计[D];西南交通大学;2010年
10 丁瑶;基于PDM摩托车数字化设计平台的研究及应用[D];广东工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 杨多明,阮镰;系统工程与质量功能展开的综合应用研究[J];北京航空航天大学学报;1998年03期
2 周传荣;结构动态设计[J];振动、测试与诊断;2001年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵敬源;邱永亮;;地下建筑热工环境的数值分析研究[J];四川建筑科学研究;2005年06期
2 苏华;;水电站地下隧洞换热计算模型比较[J];四川建筑科学研究;2009年05期
3 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十二讲 流体运动基础[J];鞍钢技术;1998年05期
4 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十三讲 连铸结晶器中钢液流动的研究[J];鞍钢技术;1998年06期
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6 杨双根,金开军,朱春玲;液冷组件热设计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年04期
7 潘晓东;唐健生;田竹君;李振兴;;花道泡水质模拟预测研究[J];安徽农业科学;2009年21期
8 王阳;赵连刚;;钢包吹氩精炼过程钢水流动与混合行为的研究[J];鞍山科技大学学报;2007年06期
9 冯亮花;刘坤;康小兵;蒋德阳;;步进式加热炉板坯温度场数值模拟[J];辽宁科技大学学报;2011年01期
10 叶云;刘峰;栗冀;洪林;张春宇;李向楠;;蓄热烧嘴内气体流动速度偏心数值研究[J];辽宁科技大学学报;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周思柱;陈翔;吴汉川;祝克强;黄天成;;混砂车搅拌罐流场分析方法[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
2 魏德洲;高淑玲;刘文刚;;矿石旋流分选技术研究进展[A];2009中国选矿技术高峰论坛暨设备展示会论文[C];2009年
3 谢素明;李晓峰;兆文忠;李娅娜;;CAE建模与工程验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
4 石正军;唐涛;赵晓平;;多孔介质对自流式充气影响的数值模拟[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
5 刘凯礼;李博;雷雨冰;张堃元;;宽高比对二元高超声速进气道性能的影响研究[A];第一届高超声速科技学术会议论文集[C];2008年
6 李贵;孙蓓蓓;朱壮瑞;高晔;;基于FLUENT的发动机舱内部流场数值模拟[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
7 胡海洋;季辰;刘子强;白鹏;;大展弦比机翼亚声速静气动弹性数值计算研究[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
8 黄建栋;吴颂平;;矢量喷流对无尾三角翼飞机气动特性的影响[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
9 刘明;;导弹飞行过程动力学仿真[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
10 彭娅玲;张志国;汪礼;戴玛丽;;非稳态NACA翼型绕流兴波的数值模拟研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年
3 欧礼坚;船舶螺旋桨及推进装置故障诊断关键技术研究与应用[D];华南理工大学;2010年
4 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
5 郑军红;基于知识工程的智能夹具设计系统构建研究[D];浙江大学;2010年
6 刘显茜;生物多孔材料非稳态收缩及其对传热传质影响研究[D];昆明理工大学;2010年
7 马慧敏;基于免疫理论的非常规突发事件应急管理主动免疫系统研究[D];武汉理工大学;2010年
8 龚玮;皮肤选择性光热解效应与光疗及热损伤的评估方法和技术[D];福建师范大学;2010年
9 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 刘雪美;喷杆喷雾机风助风筒多目标优化设计[D];山东农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 饶玉芳;无掩模光刻系统的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
3 苏超;变压吸附管道流体动力学特性研究[D];山东科技大学;2010年
4 韩芳明;船用换热式惯性滤清器物理场耦合计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 魏国亮;多级压气机三维流场数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张哲衡;高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 李铁军;多级除尘器气动性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 崔广云;LED彩色打印机内部温度场的数值计算[D];大连理工大学;2010年
9 刘海朋;带有自由表面流动的N-S方程的数值解法[D];大连理工大学;2010年
10 王琦;压铸机实时压射系统与后台数据库的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
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1 赵志国;;稻板田油菜移栽机技术研究进展[J];安徽农业科学;2011年11期
2 刘江涛;王翠琴;胡敏英;;自走式农田清平机关键技术的研究[J];安徽农业科学;2011年26期
3 姜义东,李建勇,何大勇,于洋;虚拟制造的开放式层次化体系结构[J];北方交通大学学报;2000年04期
4 李志辉,查建中,鄂明成,李英娜;虚拟制造开放式层次化体系结构的研究[J];北方交通大学学报;2003年01期
5 于加晴;查建中;陆一平;徐文胜;李楠;;基于SOA的分布式并行协同设计架构[J];北京交通大学学报;2009年05期
6 刘江省,姚英学,赵焕菊;数字化装配技术[J];兵工自动化;2004年05期
7 滕启,王科社,孙江宏,车丽晶;试论快速设计技术与方法[J];北京机械工业学院学报;2000年02期
8 陶剑;范玉青;;基于构型项的飞机研制建模技术[J];北京航空航天大学学报;2007年10期
9 赵柏萱;宁汝新;刘检华;;虚拟环境下的管路布局与装配仿真系统关键技术[J];北京理工大学学报;2010年08期
10 张雪,琚振国;大规模定制生产:制造业的新选择[J];商业研究;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 范小平;;长叶片的动响应分析[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 路慧彪;基于仿真的船舶机舱管路三维自动布置方法研究[D];大连海事大学;2011年
2 沈煜年;复杂柔性系统多次撞击动力学的动态子结构方法[D];南京理工大学;2010年
3 胡其彪;空间可伸展结构的设计与动力学分析研究[D];浙江大学;2001年
4 李利;液压集成块智能优化设计理论与方法研究[D];大连理工大学;2002年
5 杨强;基于虚拟原型的产品建模与特征生成方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
6 李伟刚;复杂产品协同开发支撑环境的关键技术研究[D];西北工业大学;2003年
7 米小珍;复杂产品数字化开发系统分析与过程管理技术研究[D];大连理工大学;2003年
8 李刚;空间可展天线结构的设计分析与索膜结构分析[D];浙江大学;2004年
9 苏小平;依维柯汽车多体动力学仿真分析、优化研究及工程实现[D];南京理工大学;2004年
10 朱萍玉;冲击机械动态反演设计方法研究[D];中南大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王俊军;蔬菜钵苗移栽机关键部件的参数优化、数字化设计及研制[D];浙江理工大学;2010年
2 邢丽伟;基于细胞元的语义特征造型重构机制的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 裴飞飞;量子遗传算法在机械优化问题中的应用研究[D];武汉科技大学;2010年
4 郑小艳;基于Pro/E的径向珩轮三维自动化造型及仿真研究[D];太原理工大学;2011年
5 刘屈武;高速列车车体快速设计技术研究[D];西南交通大学;2011年
6 郭静;量子遗传算法及其在数据校正中的应用[D];青岛科技大学;2011年
7 吕江涛;SX360型自卸车车架静动态有限元分析及结构改进[D];西安理工大学;2000年
8 陈红正;液压冲击凿岩系统优化的研究[D];昆明理工大学;2002年
9 杨威;重力坝数字化设计及应用研究[D];河海大学;2002年
10 兰丽华;铁路客车车体钢结构三维参数化CAD系统研究[D];大连铁道学院;2002年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 刘照球;李云贵;刘惠鹏;齐虎;;复杂结构模型的信息集成和协同计算[J];工业建筑;2012年10期
2 李旭涛;贺利乐;仪怀亮;;冲击回转型液压锚杆钻机花键轴疲劳强度分析[J];机械传动;2012年02期
3 吉军;原思聪;郭金平;张顺利;;基于ADAMS/Hydraulics的无阀冲击旋转型液压锚杆钻机动力头机-液耦合动态仿真[J];建筑机械;2008年03期
4 张博;刘伟;刚芹果;;基于虚拟现实技术的框架结构分析[J];山西建筑;2010年20期
5 张向文;何朝明;;面向骨架类产品的构件分类研究[J];机械;2012年12期
6 丁明;张军;朱沧;张昕;;基于任务单元模型的研发流程验证[J];航空计算技术;2013年03期
7 刘照球;李云贵;吕西林;张汉义;;基于BIM建筑结构设计模型集成框架应用开发[J];同济大学学报(自然科学版);2010年07期
8 王永红;;基于BIM建筑结构设计模型集成框架应用开发[J];商;2013年10期
9 魏清顺;刘在伦;;导流器叶片进口安放角对潜水泵性能的影响[J];中国电机工程学报;2012年14期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王峰;数字化背景下的城市公共艺术及其交互设计研究[D];江南大学;2010年
2 王丽红;基于数字化设计的家禽取内脏机关键技术研究[D];中国农业机械化科学研究院;2011年
3 马广君;镍氢动力电池正极极板制备工艺理论研究与装备开发[D];东北大学;2009年
4 夏大勇;水电工程重型缆机架空索道系统动力学及可靠性研究[D];武汉大学;2013年
5 王东伟;花生联合收获机关键装置的研究[D];沈阳农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 仇海柱;沥青混凝土摊铺机伸缩式熨平板数字化建模与有限元分析[D];吉林大学;2011年
2 武月梅;地下装载机工作装置虚拟设计研究[D];河北工程大学;2011年
3 刘屈武;高速列车车体快速设计技术研究[D];西南交通大学;2011年
4 丁效莲;华能曲阜电厂变频节能技术应用研究[D];华北电力大学;2011年
5 张博;虚拟现实技术在结构分析中的应用[D];河北大学;2011年
6 徐慧;飞行控制系统数字化设计数据管理系统开发[D];南京航空航天大学;2011年
7 王晓丽;农田清平机关键部件的数字化设计[D];河北农业大学;2012年
8 赵兴方;基于OpenGL的头盔瞄准具虚拟仿真设计平台研究[D];山东大学;2009年
9 谢成芬;基于Virtools的交互式装配仿真系统的研究[D];北京交通大学;2010年
10 夏宏克;井泵导流器水力损失的试验研究[D];兰州理工大学;2010年
【相似文献】
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1 蔡克中,徐江华;数字化环境下的室内设计[J];华东交通大学学报;2004年04期
2 ;CAXA推动汽车模具数字化蓬勃发展[J];航空制造技术;2005年08期
3 任强;;数字化设计在航空产品的应用[J];软件导刊;2006年15期
4 刘志存;邹冀华;范玉青;;框类组件制造关键特性分析研究[J];宇航材料工艺;2006年06期
5 茅蓉蓉;;船舶数字化设计系统和管理系统的信息集成[J];江苏船舶;2008年06期
6 陆晓燕;陈波宁;季峰;;Pro/ENGINEER Diagram电气逻辑原理图的设计(一)[J];CAD/CAM与制造业信息化;2010年Z1期
7 陈静勇;邹越;朱宁克;丁延辉;;构筑建筑设计的数字化实验教学平台的探讨[J];实验技术与管理;2010年03期
8 白伟;谷波;李闯;;组合式空调数字化设计与选型平台开发[J];低温工程;2011年01期
9 胡伟明;;汽车产品协同数字化设计和制造的研究与应用[J];汽车科技;2011年04期
10 陈文;;F-35制造上的若干特点[J];航空维修与工程;2006年03期
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1 廖树方;;工艺装备的数字化设计与管理——浅谈创造性思维与计算机功能的再开发[A];科学发展与社会责任(B卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
2 张红旗;王璐;;面向军事电子装备的数字化设计方法[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
3 张红旗;王璐;石磊;陈科;;数字化设计方法在军事电子装备研制中的应用[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
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5 罗满良;;数字化设计院的设计与实现[A];中国公路学会计算机应用分会2004年年会学术论文集[C];2004年
6 杨延勇;王立涛;;珠三角地区数字化设计与制造的挑战与机遇[A];首届珠中江科协论坛论文集[C];2011年
7 任卫群;张云清;王书亭;;数字化设计在汽车零部件开发中的应用[A];2003湖北汽车学术交流研讨会论文集[C];2003年
8 ;福建省制造业数字化设计工程研究中心简介[A];第二届全国工业摩擦学大会暨第七届全国青年摩擦学学术会议会议论文集[C];2004年
9 孙江宏;徐小力;闫楚良;;纵向轴流式联合收割机参数化设计分析[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集(下册)[C];2006年
10 齐德胜;宫少波;张鹏宇;;复合材料数字化技术的研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 闫瑶;Autodesk公司布局中国[N];中华建筑报;2004年
2 记者 陈耀群;江苏船舶数字化设计制造中心通过论证[N];中国船舶报;2007年
3 丁常彦;数字化工具玩转高尔夫[N];计算机世界;2006年
4 记者  韩富斌;一飞院打造人才队伍全面提升自主研发能力[N];陕西日报;2006年
5 本报记者 谢桂珍;欧特克助力发展中国数字化设计和工程教育[N];机电商报;2008年
6 李国敏;助力中国发展数字化设计和工程教育[N];科技日报;2008年
7 本报记者 曹凯旋;数字化设计还有多远[N];中国电力报;2010年
8 本报记者 谢忱;北奔重汽:构筑知识管理与数字化设计管理平台[N];机电商报;2008年
9 黄建中;我国首架轻型民用直升机AC311完成数字化设计[N];中国航空报;2010年
10 沈莉;台州民企告别传统工艺设计[N];中华工商时报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘兴华;飞行控制系统数字化设计技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 张洪昌;信息物理融合的机电产品数字化设计关键技术研究[D];华中科技大学;2012年
3 苏旭彬;基于选区激光熔化的功能件数字化设计与直接制造研究[D];华南理工大学;2011年
4 管官;主船体数字化设计与分段测量数据匹配方法研究[D];大连理工大学;2013年
5 王石;挠性圆盘移栽机数字化设计及试验研究[D];沈阳农业大学;2013年
6 杨方飞;机械产品数字化设计及关键技术研究与应用[D];中国农业机械化科学研究院;2005年
7 陈锦江;轴承数字化设计及其在高速陶瓷球轴承结构设计中的应用[D];天津大学;2004年
8 张建军;悬挂犁数字化设计及关键技术的研究[D];吉林大学;2008年
9 高峰;当代西方建筑形态数字化设计的方法与策略研究[D];天津大学;2007年
10 安涛;口腔基底桥数字化设计技术研究与应用[D];南京航空航天大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柏磊;面向产品数字化设计的工作流管理系统研发及其应用[D];南京航空航天大学;2011年
2 孙惠娟;基于数字化技术的机床高速主轴系统开发与研究[D];西华大学;2010年
3 何火军;基于Rhapsody的飞行控制系统数字化设计研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 魏迈明;基于逆向工程的烟机关键零备件数字化设计与制造[D];重庆大学;2003年
5 李红;精密排种器的数字化设计与工作过程仿真分析[D];吉林大学;2004年
6 窦丽娜;潜油螺杆泵采油系统数字化设计平台关键技术研究及应用[D];沈阳工业大学;2008年
7 翟纯纯;船用柴油机协同数字化设计技术研究[D];江苏科技大学;2010年
8 刘兵;机床夹具CAD技术及其数字化设计手册软件的研究[D];四川大学;2004年
9 丘永亮;基于反求工程的轮胎花纹结构数字化设计方法研究[D];广东工业大学;2007年
10 陶熠;灌装输送线数字化设计平台研究与开发[D];浙江大学;2010年
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