產(chǎn)品多學(xué)科概念設(shè)計(jì)原理方案驗(yàn)證與優(yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-27 04:44
經(jīng)過概念設(shè)計(jì)生成的原理方案是產(chǎn)品在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)、制造工藝選取和可靠性分析的指導(dǎo)基礎(chǔ)。但是,由于原理方案只是設(shè)計(jì)的概略性表達(dá),能否滿足設(shè)計(jì)要求往往需要在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行定量驗(yàn)證來判斷。倘若出現(xiàn)原理方案不合理的情況,則需要進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì),導(dǎo)致設(shè)計(jì)效率低和設(shè)計(jì)成本高。因此,本文提出了一種面向產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)原理方案的驗(yàn)證與優(yōu)化方法,在概念設(shè)計(jì)階段考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多學(xué)科性和多能域耦合特性,進(jìn)行定量化的原理方案驗(yàn)證與優(yōu)化,為詳細(xì)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確合理的最優(yōu)原理方案,提高設(shè)計(jì)效率和成功率。主要研究工作如下:(1)研究了基于鍵合圖理論的多學(xué)科原理方案的統(tǒng)一建模表達(dá)方法。綜合分析了結(jié)構(gòu)、功能和效應(yīng)的特征表達(dá)及其映射關(guān)系,建立原理方案的功能結(jié)構(gòu)模型和效應(yīng)模型,然后利用功能、效應(yīng)與鍵合元件的混合映射關(guān)系構(gòu)建鍵合圖模型。(2)實(shí)現(xiàn)了原理方案鍵合圖模型的定量仿真驗(yàn)證。根據(jù)鍵合圖模型,進(jìn)行狀態(tài)方程推導(dǎo),建立AMESim仿真模型,并獲取系統(tǒng)的狀態(tài)變量及其參數(shù)作為仿真輸入信息,分析方案的功能可行性和性能情況。(3)融合了定量仿真和定性判斷對(duì)原理方案進(jìn)行優(yōu)化評(píng)價(jià)。捕捉已有方案的設(shè)計(jì)意圖,尋求更多的創(chuàng)新方案,經(jīng)過驗(yàn)證...
【文章來源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 概念設(shè)計(jì)相關(guān)研究
1.2.2 概念設(shè)計(jì)建模相關(guān)研究
1.2.3 鍵合圖理論相關(guān)研究
1.2.4 方案評(píng)價(jià)相關(guān)研究
1.3 課題來源及主要內(nèi)容
1.4 論文組織結(jié)構(gòu)及技術(shù)路線
1.5 本章小結(jié)
第二章 基于混合映射的多學(xué)科原理方案建模
2.1 引言
2.2 多學(xué)科概念設(shè)計(jì)知識(shí)表達(dá)
2.2.1 功能描述
2.2.2 效應(yīng)表達(dá)
2.2.3 鍵合圖理論
2.3 基于混合映射的鍵合圖模型構(gòu)建
2.3.1 混合映射模型定義
2.3.2 S-F-BG映射
2.3.3 S-E-BG映射
2.3.4 原理方案的多層次鍵合圖模型
2.4 實(shí)例分析
2.4.1 功能結(jié)構(gòu)模型和效應(yīng)模型構(gòu)建
2.4.2 鍵合圖模型構(gòu)建
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于AMESim系統(tǒng)的鍵合圖模型仿真驗(yàn)證
3.0 引言
3.1 原理方案鍵合圖模型仿真流程
3.2 鍵合圖模型的AMESim元件建模
3.2.1 推導(dǎo)狀態(tài)方程
3.2.2 基于AMESim系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn)
3.2.3 基于功率流的元件連接
3.3 AMESim仿真及結(jié)果分析
3.3.1 基于狀態(tài)方程的元件參數(shù)確定
3.3.2 原理方案驗(yàn)證
3.4 實(shí)例分析
3.4.1 推導(dǎo)狀態(tài)方程
3.4.2 仿真模型建立
3.4.3 結(jié)果驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第四章 融合定量仿真和定性判斷的原理方案優(yōu)選
4.1 引言
4.2 已有產(chǎn)品的原理方案升級(jí)與創(chuàng)新
4.2.1 基于功能進(jìn)化的原理方案升級(jí)
4.2.2 基于效應(yīng)替換的原理方案創(chuàng)新
4.3 融合定性判斷和定量仿真的多目標(biāo)評(píng)價(jià)
4.3.1 基于定量仿真的驗(yàn)證指標(biāo)評(píng)價(jià)
4.3.2 基于定性判斷的非驗(yàn)證指標(biāo)評(píng)價(jià)
4.3.3 綜合決策矩陣的構(gòu)建與分析
4.3.4 基于VIKOR的可行方案排序
4.4 實(shí)例分析
4.4.1 基于已有設(shè)計(jì)方案的多方案生成
4.4.2 原理方案的評(píng)價(jià)與優(yōu)選
4.5 本章小結(jié)
第五章 AMESim系統(tǒng)拓展與工程實(shí)例
5.1 引言
5.2 元件庫拓展
5.3 自定義建模
5.3.1 超級(jí)元件
5.3.2 AMESet的使用
5.4 實(shí)例分析
5.4.1 設(shè)計(jì)知識(shí)庫模塊
5.4.2 采煤機(jī)設(shè)計(jì)知識(shí)的自定義建模
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
1 作者簡歷
2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
3 參與的科研項(xiàng)目及獲獎(jiǎng)情況
4 專利
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Modelling and simulation of flight control electromechanical actuators with special focus on model architecting, multidisciplinary effects and power flows[J]. Fu Jian,Jean-Charles Maré,Fu Yongling. Chinese Journal of Aeronautics. 2017(01)
[2]Global Dynamic Modeling of Electro-Hydraulic 3-UPS/S Parallel Stabilized Platform by Bond Graph[J]. ZHANG Lijie,GUO Fei,LI Yongquan,LU Wenjuan. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(06)
[3]基于效應(yīng)綜合的設(shè)計(jì)歷史產(chǎn)品逆求解方法[J]. 姜少飛,梁偉,李吉泉. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(17)
[4]機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)BFBS混合映射方法[J]. 陳旭玲,樓佩煌,唐敦兵,朱仁淼,楊雷. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2010(07)
[5]基于仿真組件的數(shù)字樣機(jī)運(yùn)動(dòng)模型構(gòu)建與重用[J]. 劉振宇,傅云,譚建榮. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2009(10)
[6]基于擴(kuò)展效應(yīng)模型的功能設(shè)計(jì)過程及實(shí)現(xiàn)[J]. 曹國忠,檀潤華,孫建廣. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2009(07)
[7]基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)啟發(fā)式求解[J]. 張建明,魏小鵬,滕弘飛. 中國機(jī)械工程. 2006(13)
[8]基于功能方法樹的機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)[J]. 曹東興,檀潤華,耿磊,劉叔英,朱凝華. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(06)
[9]復(fù)雜產(chǎn)品虛擬樣機(jī)工程[J]. 李伯虎,柴旭東. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2002(09)
[10]廣義機(jī)械系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)模型與關(guān)鍵問題[J]. 關(guān)立文,黃洪鐘,趙宏. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2002(05)
博士論文
[1]基于鍵合圖的多領(lǐng)域統(tǒng)一建模與仿真技術(shù)研究[D]. 胡全義.大連理工大學(xué) 2017
[2]基于功能鏈的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案矩陣式求解方法研究[D]. 康與云.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)演化與升級(jí)創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)研究[D]. 陳旭玲.南京航空航天大學(xué) 2011
[4]功能特征驅(qū)動(dòng)的機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)研究[D]. 祖耀.華中科技大學(xué) 2009
[5]機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)方案生成及評(píng)價(jià)方法研究[D]. 薛立華.大連理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于知識(shí)的多學(xué)科信號(hào)系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)綜合方法[D]. 胡陳強(qiáng).上海交通大學(xué) 2014
[2]基于鍵合圖的機(jī)電系統(tǒng)建模仿真及其軟件實(shí)現(xiàn)[D]. 吳飛林.寧波大學(xué) 2012
[3]基于鍵合圖法的多領(lǐng)域系統(tǒng)建模與仿真[D]. 危淑平.西北師范大學(xué) 2012
[4]拉格朗日鍵合圖在模態(tài)分析中的應(yīng)用研究[D]. 薛曉鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[5]基于廣義鍵合圖法的機(jī)電一體化產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)研究[D]. 吳庭濤.南京理工大學(xué) 2005
本文編號(hào):3162793
【文章來源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 概念設(shè)計(jì)相關(guān)研究
1.2.2 概念設(shè)計(jì)建模相關(guān)研究
1.2.3 鍵合圖理論相關(guān)研究
1.2.4 方案評(píng)價(jià)相關(guān)研究
1.3 課題來源及主要內(nèi)容
1.4 論文組織結(jié)構(gòu)及技術(shù)路線
1.5 本章小結(jié)
第二章 基于混合映射的多學(xué)科原理方案建模
2.1 引言
2.2 多學(xué)科概念設(shè)計(jì)知識(shí)表達(dá)
2.2.1 功能描述
2.2.2 效應(yīng)表達(dá)
2.2.3 鍵合圖理論
2.3 基于混合映射的鍵合圖模型構(gòu)建
2.3.1 混合映射模型定義
2.3.2 S-F-BG映射
2.3.3 S-E-BG映射
2.3.4 原理方案的多層次鍵合圖模型
2.4 實(shí)例分析
2.4.1 功能結(jié)構(gòu)模型和效應(yīng)模型構(gòu)建
2.4.2 鍵合圖模型構(gòu)建
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于AMESim系統(tǒng)的鍵合圖模型仿真驗(yàn)證
3.0 引言
3.1 原理方案鍵合圖模型仿真流程
3.2 鍵合圖模型的AMESim元件建模
3.2.1 推導(dǎo)狀態(tài)方程
3.2.2 基于AMESim系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn)
3.2.3 基于功率流的元件連接
3.3 AMESim仿真及結(jié)果分析
3.3.1 基于狀態(tài)方程的元件參數(shù)確定
3.3.2 原理方案驗(yàn)證
3.4 實(shí)例分析
3.4.1 推導(dǎo)狀態(tài)方程
3.4.2 仿真模型建立
3.4.3 結(jié)果驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第四章 融合定量仿真和定性判斷的原理方案優(yōu)選
4.1 引言
4.2 已有產(chǎn)品的原理方案升級(jí)與創(chuàng)新
4.2.1 基于功能進(jìn)化的原理方案升級(jí)
4.2.2 基于效應(yīng)替換的原理方案創(chuàng)新
4.3 融合定性判斷和定量仿真的多目標(biāo)評(píng)價(jià)
4.3.1 基于定量仿真的驗(yàn)證指標(biāo)評(píng)價(jià)
4.3.2 基于定性判斷的非驗(yàn)證指標(biāo)評(píng)價(jià)
4.3.3 綜合決策矩陣的構(gòu)建與分析
4.3.4 基于VIKOR的可行方案排序
4.4 實(shí)例分析
4.4.1 基于已有設(shè)計(jì)方案的多方案生成
4.4.2 原理方案的評(píng)價(jià)與優(yōu)選
4.5 本章小結(jié)
第五章 AMESim系統(tǒng)拓展與工程實(shí)例
5.1 引言
5.2 元件庫拓展
5.3 自定義建模
5.3.1 超級(jí)元件
5.3.2 AMESet的使用
5.4 實(shí)例分析
5.4.1 設(shè)計(jì)知識(shí)庫模塊
5.4.2 采煤機(jī)設(shè)計(jì)知識(shí)的自定義建模
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
1 作者簡歷
2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
3 參與的科研項(xiàng)目及獲獎(jiǎng)情況
4 專利
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Modelling and simulation of flight control electromechanical actuators with special focus on model architecting, multidisciplinary effects and power flows[J]. Fu Jian,Jean-Charles Maré,Fu Yongling. Chinese Journal of Aeronautics. 2017(01)
[2]Global Dynamic Modeling of Electro-Hydraulic 3-UPS/S Parallel Stabilized Platform by Bond Graph[J]. ZHANG Lijie,GUO Fei,LI Yongquan,LU Wenjuan. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(06)
[3]基于效應(yīng)綜合的設(shè)計(jì)歷史產(chǎn)品逆求解方法[J]. 姜少飛,梁偉,李吉泉. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(17)
[4]機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)BFBS混合映射方法[J]. 陳旭玲,樓佩煌,唐敦兵,朱仁淼,楊雷. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2010(07)
[5]基于仿真組件的數(shù)字樣機(jī)運(yùn)動(dòng)模型構(gòu)建與重用[J]. 劉振宇,傅云,譚建榮. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2009(10)
[6]基于擴(kuò)展效應(yīng)模型的功能設(shè)計(jì)過程及實(shí)現(xiàn)[J]. 曹國忠,檀潤華,孫建廣. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2009(07)
[7]基于知識(shí)的機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)啟發(fā)式求解[J]. 張建明,魏小鵬,滕弘飛. 中國機(jī)械工程. 2006(13)
[8]基于功能方法樹的機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)[J]. 曹東興,檀潤華,耿磊,劉叔英,朱凝華. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(06)
[9]復(fù)雜產(chǎn)品虛擬樣機(jī)工程[J]. 李伯虎,柴旭東. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2002(09)
[10]廣義機(jī)械系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)模型與關(guān)鍵問題[J]. 關(guān)立文,黃洪鐘,趙宏. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2002(05)
博士論文
[1]基于鍵合圖的多領(lǐng)域統(tǒng)一建模與仿真技術(shù)研究[D]. 胡全義.大連理工大學(xué) 2017
[2]基于功能鏈的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案矩陣式求解方法研究[D]. 康與云.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)演化與升級(jí)創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)研究[D]. 陳旭玲.南京航空航天大學(xué) 2011
[4]功能特征驅(qū)動(dòng)的機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)研究[D]. 祖耀.華中科技大學(xué) 2009
[5]機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)方案生成及評(píng)價(jià)方法研究[D]. 薛立華.大連理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于知識(shí)的多學(xué)科信號(hào)系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)綜合方法[D]. 胡陳強(qiáng).上海交通大學(xué) 2014
[2]基于鍵合圖的機(jī)電系統(tǒng)建模仿真及其軟件實(shí)現(xiàn)[D]. 吳飛林.寧波大學(xué) 2012
[3]基于鍵合圖法的多領(lǐng)域系統(tǒng)建模與仿真[D]. 危淑平.西北師范大學(xué) 2012
[4]拉格朗日鍵合圖在模態(tài)分析中的應(yīng)用研究[D]. 薛曉鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[5]基于廣義鍵合圖法的機(jī)電一體化產(chǎn)品集成設(shè)計(jì)研究[D]. 吳庭濤.南京理工大學(xué) 2005
本文編號(hào):3162793
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