隨著制造業(yè)向數(shù)字化、智能化與自動化轉(zhuǎn)型,高效、高質(zhì)量地推出新產(chǎn)品成為了企業(yè)競爭的焦點,因而對產(chǎn)品設(shè)計過程的智能化與自動化提出了很高的要求。產(chǎn)品設(shè)計-仿真-優(yōu)化（CAD/CAE/MDO）是產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵一環(huán),這是一個非常繁瑣、且常常需要多次反復(fù)的過程,涉及異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)集成及眾多領(lǐng)域知識。如何實現(xiàn)該流程的自動化以及過程知識的管理與重用已經(jīng)成為亟待解決的重要課題。本文圍繞該課題主要研究以下內(nèi)容:（1）提出基于超集繼承模型SIMS（Superset Inheritance Model for Simulation）的設(shè)計模型簡化和仿真模型自動生成方法。針對CAD模型到仿真模型過程中耗時、重復(fù)、依賴工程師經(jīng)驗的模型簡化與精細(xì)化處理過程,本文提出SIMS模型的概念及基于SIMS的CAD/CAE集成方法;提出綜合量化的模型簡化標(biāo)準(zhǔn),將幾何維度、設(shè)計意圖和仿真信息納入簡化標(biāo)準(zhǔn),把模型簡化操作分為基于特征的抑制與保留、基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分割與包裹,以及基于虛擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分割與融合;提出基于屬性的幾何實體-簡化操作的映射關(guān)系,自動識別幾何實體并提取相關(guān)屬性,實現(xiàn)CAD模型的簡化、精細(xì)化處理及仿真模型的自... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

基于區(qū)域抑制的模型簡化(a)原始模型(b)待簡化區(qū)域(c)保留區(qū)域Fig.1-1Regionbasedmodelsimplification(a)Originalmodel(b)Simplifiedregions(c)Reserved

↖sight，Modefrontier、Dakota等。第三方平臺并不直接進(jìn)行CAD和CAE分析計算，而是提供優(yōu)化算法組件、軟件接口組件和客戶化優(yōu)化設(shè)計模型，將大量需要人工完成的工作通過腳本文件、二次開發(fā)技術(shù)等驅(qū)動實現(xiàn)“設(shè)計-CAE分析計算-多目標(biāo)優(yōu)化”循環(huán)迭代過程的自動完成。如Albers[100]利用DAKOTA驅(qū)動優(yōu)化過程的進(jìn)行。目前這一方法獲得了實際應(yīng)用，但其中的數(shù)據(jù)交換仍主要采用IGES/STEP等中性文件格式進(jìn)行，并且對于復(fù)雜問題，中性格式文件可能導(dǎo)致仿真模型信息的丟失，模型設(shè)計與仿真模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與映射仍是需要解決的問題。圖1-2CAD/CAE/MDO集成優(yōu)化流程(a)以CAD為中心的優(yōu)化設(shè)計(b)以第三方平臺為中心的優(yōu)化設(shè)計Fig.1-2CAD/CAE/MDOintegrationprocedure(a)CAD-centeredoptimization(b)Integrationplatform由于CAD/CAE集成問題產(chǎn)生的根源為幾何模型到網(wǎng)格模型的轉(zhuǎn)換，學(xué)術(shù)界

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文10第一章：研究背景、現(xiàn)狀和研究內(nèi)容綜述相關(guān)研究背景和現(xiàn)狀，包括模型簡化和仿真模型生成、優(yōu)化設(shè)計、知識工程及優(yōu)化設(shè)計集成系統(tǒng)等，分析了CAD/CAE/MDO集成中存在的問題，明確了本文研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題。第二章：CAD/CAE/MDO集成自動化集成方案與關(guān)鍵技術(shù)根據(jù)對優(yōu)化設(shè)計集成過程的分析，提出集成自動化系統(tǒng)架構(gòu)和功能需求，為了實現(xiàn)集成方案提出了仿真模型自動生成技術(shù)、基于序列加點構(gòu)建代理模型的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)以及基于知識的優(yōu)化設(shè)計案例檢索和重用技術(shù)。圖1-3研究內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖Fig.1-3Frameworkoftheresearch第三章：面向仿真的自動模型簡化和仿真模型自動生成針對現(xiàn)有CAD、CAE模型表示不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)單向流動和平臺分離的現(xiàn)狀，提出了超集繼承模型SIMS，綜合考慮建模歷史、設(shè)計特征、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與虛擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及仿真信息，提出綜合量化的模型簡化標(biāo)準(zhǔn)計算特征簡化因子，自動識別和簡化小特征、碎面、細(xì)小的邊，關(guān)聯(lián)幾何模型和仿真信息，以實現(xiàn)自動模型簡化和仿真模型生成，減少人工操作，提高模型清理與仿真建模的效率。第四章：基于代理模型的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計及其自動化提出了序列加點的代理模型尋優(yōu)技術(shù)，在帕累托前沿序列加點不斷更新代理模型，以多目標(biāo)遺傳算法尋優(yōu)逼近真實最優(yōu)解；開發(fā)了自動化的多目標(biāo)優(yōu)化流程，提升了多目標(biāo)優(yōu)化效率。第五章：基于語義知識的多學(xué)科優(yōu)化過程的知識管理和案例重用根據(jù)優(yōu)化設(shè)計原理OPT-R將對設(shè)計、仿真和優(yōu)化過程中的知識進(jìn)行分類并

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Warpage and Shrinkage Optimization of Injection-Molded Plastic Spoon Parts for Biodegradable Polymers Using Taguchi, ANOVA and Artificial Neural Network Methods[J]. Erfan Oliaei,Behzad Shiroud Heidari,Seyed Mohammad Davachi,Mozhgan Bahrami,Saeed Davoodi,Iman Hejazi,Javad Seyfi.  Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
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[3]面向CAE的簡化模型誤差評估與信息重用![J]. 唐建國,曹魏娟,高曙明.  中國機(jī)械工程. 2012(08)

博士論文
[1]基于層次結(jié)構(gòu)的三維CAD模型相似性評估與重用研究[D]. 李智.上海交通大學(xué) 2015



本文編號：3512635