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面向产品族的液压机广义模块化快速设计技术

钟伟弘  
【摘要】:模块化设计是实现产品快速设计的主要技术之一,传统的模块化设计只适用于机床等结构分级特性明显的系列化产品,而对于液压机等结构难于系列化的机械产品,传统的模块化设计在概念和技术上难以支持其结构设计。为此,提出了本文的研究内容。 本文根据广义模块化设计的思想,针对组合框架式和整体框架式液压机的结构特点,分别建立了基于柔性模块和虚拟柔性模块的液压机产品族,以便实现液压机产品的快速设计。本文主要研究内容如下: 1.综述了快速设计技术、模块化设计技术以及有限元分析的研究状况,阐述课题提出的背景和意义,明确了本文研究的主要内容; 2.针对机械产品的结构特点,提出了广义模块化的概念;系统地研究广义模块化的基本原理和方法,包括广义模块的划分和规划、参数化结构造型、变量化设计与优化以及基于KBE的知识化设计等关键技术,建立了基于知识工程的广义模块化设计的系统框架; 3.根据广义模块化设计原理,提出了广义模块化产品规划矩阵;针对组合框架式和整体框架式液压机的结构特点,对其产品族、柔性模块族和虚拟柔性模块族分别进行了详细规划; 4.结合实例,针对组合框架式液压机,提出了实现柔性模块的创建、扩展以及组合的方法和技术,建立了组合框架式液压机产品族; 5.结合实例,针对整体框架式液压机,提出了实现虚拟柔性模块的创建、扩展以及拼合的方法和技术,建立了整体框架式液压机产品族;用混合建模的方法实现了整体框架式液压机性能薄弱虚拟柔性模块的识别,并进行了结构优化;建立了面向产品族的液压机模块系列编码系统以实现快速设计中对模块的管理; 6.为了对全文提出的广义模块化设计理论和方法进行验证,开发了面向产品族的液压机广义模块化快速设计系统,介绍了其组成、功能,并给出了设计实例。 最后总结了本文的研究工作,得出结论,并就进一步的深入研究提出了一些设想。


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