虚拟概念设计的机械产品行为建模与关键技术研究

虚拟概念设计的机械产品行为建模与关键技术研究

一、面向虚拟概念设计的机械产品行为建模及关键技术研究(论文文献综述)

王译晨[1](2020)在《面向制造单元的数字孪生体建模与管控技术研究》文中研究说明随着经济全球化进程的加快和国际市场竞争环境的加剧,以个性化为主要特征的市场需求要求企业生产系统具备更高的柔性,同时以新型信息通讯技术为核心的信息物理融合系统(Cyber Physical System,CPS)赋能制造资源更多的分散化增强型智能特性,实现了制造资源的解耦,降低了生产系统的刚性,而制造单元作为CPS环境下生产系统的最小粒度单元,研究其建模与管控问题对于提高CPS环境下生产系统的柔性以及支撑生产系统功能的实现具有重要的意义。数字孪生作为实现信息与物理融合的一种有效手段和新型技术,由于其所具有的仿真与虚实映射特性,不仅能够为制造单元管控系统的开发和验证提供虚拟的硬件测试环境,而且能够为生产系统的离线仿真与实时运行管控提供一种新的模式。因此,本文针对个性定制化市场需求对生产系统柔性所提出的更高要求,在结合CPS赋能生产系统更高的柔性以及其他功能与特性的基础上,以CPS环境下的离散制造单元为研究对象,以制造单元的建模与管控问题为研究切入点,基于数字孪生所特有的虚实映射与仿真等特性,围绕数字孪生驱动的制造单元建模与管控技术展开研究,主要研究内容如下:(1)在对国内外研究现状进行学习与综述的基础上,结合CPS与数字孪生的功能特性,定义基于数字孪生的制造单元内涵、特征、功能以及资源组成,并构建其管控架构,设计其运行机制,为后续的研究内容提供整体支撑。(2)依据数字孪生体的建模规范,围绕制造单元的运行与管控场景需求,在运用相关本体、混合Petri网等建模理论与方法的基础上,重点研究制造单元的资源结构与管控行为等数字孪生体单视图模型的构建方法,进而在集成制造单元几何与物理模型的基础上,提出基于数字孪生的制造单元多视图管控场景集成建模方法,并在定义多视图模型协同机制的基础上,最终完成制造单元数字孪生体模型的构建,为数字孪生体驱动的制造单元管控技术的研究提供模型支撑。(3)依据制造单元管控的不同时效性需求,结合数字孪生体的虚实同步与离线仿真特性,在设计制造单元整体管控指标体系的基础上,基于制造单元数字孪生体模型,分别从可视化实时监控与生产异常诊断两个方面的管控需求展开研究。其中,围绕可视化实时监控目标,在研究数字孪生制造单元的资源标识与采集、虚实映射与通讯等关键技术的基础上,通过构建数字孪生制造单元的可视化实时监控模型,从而支撑制造单元的实时监控需求,进而凸显数字孪生的虚实同步特性;其次,围绕异常诊断需求与管控重点,重点围绕设备管控,在构建制造单元故障树及异常诊断专家知识系统的基础上,研究基于知识推理的数字孪生制造单元生产异常诊断与反馈控制方法,凸显数字孪生的离线仿真特性。(4)结合上述研究成果,在完成开发与验证环境搭建的基础上,分别从系统运行流程设计、数字孪生体模型构建、管控场景集成开发、仿真等环节进行原型系统的开发与验证。通过上述研究,能够证明数字孪生在改变CPS环境下制造单元的管控方式、提高制造单元管控能力方面的合理性与有效性,希望本文所提出方法能够为数字孪生在制造单元的管控以及生产系统中的应用研究提供研究案例与参考依据。

韩冬辰[2](2020)在《面向数字孪生建筑的“信息-物理”交互策略研究》文中研究指明建筑信息模型(BIM)正在引发从建筑师个人到建筑行业的全面转型,然而建筑业并未发生如同制造业般的信息化乃至智能化变革。本文以BIM应用调研为出发点,以寻找限制BIM生产力发挥的问题根源。调研的众多反馈均指向各参与方因反映建筑“物理”的基础信息不统一而分别按需创建模型所导致的BIM模型“林立”现状。结合行业转型的背景梳理与深入剖析,可以发现是现有BIM体系在信息化和智能化转型问题上的直接表现:1)BIM无法解决跨阶段和广义的建筑“信息孤岛”;2)BIM无法满足建筑信息的准确、全面和及时的高标准信息要求。这两个深层问题均指向现有BIM体系因建成信息理论和逆向信息化技术的缺位而造成“信息-物理”不交互这一问题根源。建成信息作为建筑物理实体现实状态的真实反映,是未来数字孪生建筑所关注而现阶段BIM所忽视的重点。针对上述问题根源,研究对现有BIM体系进行了理论和技术层面的缺陷分析,并结合数字孪生和逆向工程等制造业理论与技术,提出了本文的解决方案——拓展现有BIM体系来建构面向数字孪生建筑的“信息-物理”交互策略。研究内容如下:1)本文基于建筑业的BIM应用调研和转型背景梳理,具体分析了针对建成信息理论和逆向信息化技术的现有BIM体系缺陷,并制定了相应的“信息-物理”交互策略;2)本文从建筑数字化定义、信息分类与描述、建筑信息系统出发,建构了包含BIM建成模型、“对象-属性”分类与多维度描述方法、建筑“信息-物理”交互系统在内的建成信息理论;3)本文依托大量案例的BIM结合建筑逆向工程的技术实践,通过实施流程和实验算法的开发建构了面向图形类建成信息的“感知-分析-决策”逆向信息化技术。研究的创新性成果如下:1)通过建筑学和建筑师的视角创新梳理了现有BIM体系缺陷并揭示“信息-物理”不交互的问题根源;2)通过建成信息的理论创新扩大了建筑信息的认知范畴并丰富了数字建筑的理论内涵;3)通过逆向信息化的技术创新开发了建成信息的逆向获取和模型创建的实验性流程与算法。BIM建成模型作为“信息-物理”交互策略的实施成果和能反映建筑“物理”的信息源,将成为其它模型的协同基础而解决BIM模型“林立”。本文聚焦“物理”建成信息的理论和技术研究将成为未来探索数字孪生建筑的基础和起点。

刘奕[3](2020)在《5G网络技术对提升4G网络性能的研究》文中研究说明随着互联网的快速发展,越来越多的设备接入到移动网络,新的服务与应用层出不穷,对移动网络的容量、传输速率、延时等提出了更高的要求。5G技术的出现,使得满足这些要求成为了可能。而在5G全面实施之前,提高现有网络的性能及用户感知成为亟需解决的问题。本文从5G应用场景及目标入手,介绍了现网改善网络性能的处理办法,并针对当前5G关键技术 Massive MIMO 技术、MEC 技术、超密集组网、极简载波技术等作用开展探讨,为5G技术对4G 网络质量提升给以了有效参考。

叶俊男[4](2018)在《基于价值共创视角的城市智慧照明综合装置形态设计评价方法研究》文中进行了进一步梳理智慧城市是一个透彻感知、全面互联、深度智能的大系统,它的核心是通过利用互联网、云计算、大数据、物联网等信息数字技术将现代城市中的物理、信息、社会和商业等基础设施连接起来,对城市中产生的民生、环保、交通、公共安全、城市服务、工商业活动等各种需求做出智能快速相应,在节约能源的基础上提高城市运行效率,实现城市绿色可持续性发展,为城市居民创造更加美好的生活。USLE(Urban Smart Lighting Equipment,以下简称:USLE)将是实现智慧城市更新建设中的重要应用载体,将在实现城市节能减排、提升城市形象、利用城市资源、推进可持续发展等方面发挥重大作用。目前USLE在产品设计与评价方面需要解决的问题包括:(1)需要加强从用户感性和用户参与角度对USLE进行设计;(2)需要完善USLE功能需求提取和评价方法;(3)USLE形态设计与评价方法需与时俱进。针对以上问题,本课题研究将在梳理国内外相关USLE资料的基础上,运用价值共创和感性工学相关理论与方法对USLE形态设计评价方法进行研究与探索。研究主要内容包括以下几方面:(1)以产品形态设计领域的价值共创过程系统模型和基于价值共创视角的产品设计流程与内容为基础,提出了产品智能系统设计的价值共创,包括功能、结构、材料、形态、色彩、技术、商业、交互和服务九个方面内容,结合木马设计提出的“四链融合·七步创新”法,制定产品智能系统设计价值共创流程。(2)通过分析价值共创理论中的基于生产者逻辑的价值共创过程和基于用户逻辑的价值共创过程,结合感性工学和相关形态设计理论与方法,对价值共创视角下的USLE形态感性设计与评价系统进行总体架构,提出USLE产品设计原则。(3)以情感化设计为理论基础,结合层次分析法(AHP)构建了基于情感化设计理论的USLE生产者与用户需求层次模型,利用模糊层次分析法获得城市特定区域形态功能需求指标的优先次序及重要度。(4)通过市场调研、用户调研和聚类分析,建立了环境评价、功效评价、创新评价、风格评价、人文评价、质量评价和形态评价等七大USLE感性意象评价维度空间,在这基础上以上海海湾大学城为例,运用因子分析法构建价值共创视角下城市特定区域USLE感性意象空间,运用多元线性回归方法获得感性意象因子与用户满意度关系。(5)通过眼动追踪、虚拟现实技术以及形态分析法获得上海海湾大学城USLE形态样本进行主要形态特征和设计要素,运用数量化理论Ⅰ类构建出上海海湾大学城USLE形态要素与感性意象关系模型,并用配对T检验方法进行了模型验证,最终建立价值共创视角下感性意象、形态设计要素和形态满意度的多元回归模型。通过该模型,可以快速获得某个感性意象下用户满意的形态设计要素,指导设计师进行形态创意设计;同时可快速计算得出USLE形态设计方案的满意度,对设计方案优劣进行快速的感性评价,从而实现设计方案的快速推荐,成为USLE形态设计方案感性评价的重要依据。本课题主要研究的是价值共创视角下产品智能系统设计流程,生产者和用户对于城市不同环境下的USLE的功能需求评价方法,以及通过建立城市特定环境下的感性意象空间,形态感性意象、形态满意度以及形态设计要素关系模型对USLE形态满意度、形态设计要素进行分析与评价的方法,研究成果同样适用于其他智慧城市相关智能综合装置的形态设计与评价,有助于未来生产企业、行业管理部门通过科学的手段对智慧城市综合终端产品进行定性、定量设计评价,快速获得设计方案的意见与建议,在未来智慧城市更新中发挥重要作用,具有较强的现实意义。

马晓杰[5](2018)在《面向快速定制的复杂机电产品客户需求分析方法研究》文中研究表明复杂机电产品在提高装备制造业进程中发挥着不可替代的作用,因此提升我国装备制造业水平的关键便是提高我国复杂机电产品的研发能力。随着全球化市场环境逐渐从稳定、统一的卖方市场向多变、多元化的买方市场转变,复杂机电产品制造企业欲在如今复杂多变的市场环境和全球化竞争下长期保持竞争优势,就需要将产品导向的设计理念向需求导向的设计理念进行转变,以客户需求为产品研发的主导驱动力。但是,随着复杂机电产品功能、结构和性能的复杂程度增加,其客户需求呈现出变化快、形式灵活多变、个性化与多样化日益提升、质量要求增高以及产品设计周期日益缩短等特征,导致了传统的需求分析和管理方法难以有效地支撑面向客户需求驱动的复杂机电产品快速研发模式,迫切需要针对传统方法和理论进行改进和拓展使其能够适用并支撑复杂机电产品的快速定制设计过程。本文基于需求导向的设计理念,对复杂机电产品需求分析过程中的需求信息获取、处理、建模、映射等方面的关键问题和技术进行系统化研究,主要研究工作如下:(1)基于使用情景的复杂机电产品客户需求获取方法研究在深入分析和探讨传统客户需求获取方法在复杂机电产品领域应用时存在的缺陷和不足的基础上,研究基于使用情景的复杂机电产品客户需求获取方法,首先构建使用周期模型实现复杂机电产品客户的识别、排序以及表达。然后根据用户特征构建用户使用情景模型以及相应的客户需求获取模板。最后结合网络技术来实现完备的、有序的、高效的和智能化的复杂机电产品客户需求采集。(2)系统化的复杂机电产品客户需求处理方法和技术研究为了解决所获取的客户需求存在的模糊、冗余以及无序性问题,研究系统化的客户需求处理技术,包括客户需求集成、需求分类以及重要度计算方法。最终实现复杂机电产品客户需求的规范化、层次化和有序化。(3)基于元结构树的客户需求模型与技术指标体系模型构建基于元模型理论,研究复杂机电产品元结构树的定义、构建和表达方法;在产品元结构树基础上构建结构化的复杂机电产品客户需求元模型和技术指标元模型的定义、构建和表达方法。(4)基于映射规则驱动的复杂机电产品客户需求映射技术研究针对传统客户需求映射方法应用在复杂机电产品领域存在的不足和缺陷,研究了一种新的基于映射规则驱动的客户需求映射方法和过程。结合产品元结构树、客户需求元模型和技术指标元模型的分析给出了分层次、分领域的需求映射规则提取过程和表达方法以及不同类型映射规则的应用方法。完成映射后,研究了多维度技术指标集成技术,包括了语义转化和技术指标集成,在此过程中,建立了基于客户满意度的技术指标冲突解决方法,用于消除集成过程中的参数冲突问题。(5)研制高速列车客户需求参数化管理原型系统系统化分析和研究高速列车的谱系技术架构、设计制造一体化平台的体系架构以及基于需求驱动的高速列车快速定制方法,明确客户需求参数管理系统的目标和定位,构建和设计原型系统的物理和逻辑架构以及相关数据库和系统功能模块,最终开发出基于Web的高速列车客户需求参数化管理原型系统。通过本课题的研究建立一套系统的、科学的复杂机电产品客户需求分析理论方法体系和系统工具,为我国高端装备制造企业实现面向需求驱动的快速定制研发技术和理论提供研究基础,对推动复杂机电产品的个性化定制生产模式的实施具有重要的理论意义和实际应用价值,对于提高企业经济效益、对市场变化快速反应,以及推进产品创新都具有深远的意义。

洪海波[6](2016)在《大型非球面超精密光学磨床设计关键技术研究》文中进行了进一步梳理空间光学的快速发展对大口径非球面反射镜的需求不断增强,受运输、安装和使用条件的限制,空间大镜往往采用质量轻、稳定性强的SiC材料。传统的SiC通常采用研磨成形工艺,效率极低,已经很难满足当前市场的需求。因此,以高效超精密磨削代替研磨直接获得高精度抛光表面的新型光学高效制造工艺链成为了当前研究的热点。在整个工艺链中,超精密磨削对光学镜面的表面及亚表面质量影响最大,其加工效果将直接决定抛光等后续加工的效率及可行性。因此,研制大口径光学非球面镜超精密磨床成为提高大口径反射镜制造能力的关键因素之一,而大型光学磨床设计中存在的高刚度、大阻尼及长效稳定性等多因素耦合也使其成为当前极复杂、风险极高的工程问题之一。随着计算机辅助设计和有限元分析等技术的快速发展,计算机以其强大的海量数据处理、计算和仿真能力,在产品设计中所起的作用不断增强。然而,受到当前人工智能水平的限制,计算机在评估、决策等能力上仍存在内在缺陷,特别当处理包含定性分析、条件缺失或相互矛盾的复杂设计任务时,人类丰富的知识经验以及直觉仍起着不可替代的作用。因此,本文以大型超精密光学磨床人机集成设计为研究对象,对人机集成设计的基本原理以及在大型光学磨床设计中的应用进行深入研究。针对大型非球面超精密光学磨床设计中存在的参数耦合、行为矛盾等问题,提出了少轴高刚度构型以及新的力位混合控制策略,并在此基础上详细设计并优化了磨床的结构、控制、检测系统以及关键零部件,最终成功研制出具有1.2米口径光学非球面镜加工能力的大型超精密光学磨床。本文的主要工作及成果归纳如下:一、提出了大型超精密光学磨床人机集成设计的系统架构,定义了符合计算机推理并适合人类经验集成的设计原型,阐述了大型光学磨床集成设计的规范化过程。此外,针对知识表达中存在的语义异构性对磨床集成设计中人机交互和设计协同的影响,提出了基于本体的知识表达和管理体系。在此基础上,创建了包括产品本体、资源本体以及过程本体在内的大型光学磨床人机集成设计领域知识模型,并通过本体映射和本体融合实现了不同领域知识的集成,为大型光学磨床设计知识、经验的重用和共享奠定了基础。二、针对大型超精密光学磨床设计中存在的参数耦合、行为矛盾等难题,提出了基于机器“导航”的智能概念设计方法,并阐述了包括概念生成、概念评估以及概念完善三个阶段的详细设计流程。采用“Z”形映射方法创建了大型光学磨床的功能需求、设计参数以及期望行为概念树,并运用商运动学理论实现了五轴磨床构型的自动生成和优化。在此基础上,分析了大型光学磨床运动空间与静态刚度以及位置伺服高刚性与磨削力控制柔顺性之间的矛盾,阐述了基于启发式思维的矛盾解决策略,并提出了基于虚拟轴原理的少轴构型以及基于进给速度控制的新型力位混合控制策略。三、基于虚拟机床技术,创建了大型光学磨床的三维虚拟模型,完成了磨床机械结构、电气控制以及计量检测等子系统的详细技术设计。在此基础上,运用ANSYS等有限元分析软件对大型光学磨床整机和关键零部件的静、动态特性、抗振性能和热变形进行了分析和优化,并运用Matlab等数值仿真软件对磨床控制系统的参数进行了分析和优化,最终选择出最合适的设计参数来满足大型光学磨床的动力学性能需求。四、针对大型光学磨床超精密轴系等关键零部件进行了详细的设计。提出了基于模糊规则推理的超精密主轴轴承及驱动形式智能选择方法,并构建了超精密静压主轴的几何及有限单元模型。在此基础上,对主轴的动力学及热力学特性进行详细分析,并以此为依据对主轴的结构参数进行几何学优化。此外,提出了一种新的表面节流自补偿大型超精密静压转台,研究了大型转台静压轴承的表面节流和自补偿原理,并分析了静压转台的结构特点以及性能参数。最终,研制出大型超精密光学磨床并进行了精度测试,测试结果验证了磨床设计的有效性。综上所述,大型非球面超精密光学磨床的成功研制,不仅在理论层面验证了人机集成设计的有效性,而且将会为提升我国大型光学零件的制造能力奠定坚实基础,并为我国空间光学、军事遥感等关键领域的发展做出重要贡献。

闫雪锋[7](2015)在《复杂产品虚拟样机统一建模方法研究》文中认为复杂产品是系统组成复杂、研发过程复杂、管理复杂的一类产品,如航空航天器、汽车等,是国家战略发展的关键装备。复杂产品虚拟样机是集成产品全生命周期不同学科领域知识并替代物理样机的计算机仿真模型。构建具有良好平台独立性和规约性的复杂产品虚拟样机可以更好、更快地产品设计,以应对激烈的市场竞争。已有建模方法主要针对模型规范化定义,模型之间数据关联及语义关系松散,难以实现更高抽象层次的语义表达,不能直接提取学科模型并进行工程应用。为此,本文从统一建模需求和建模过程出发,对复杂产品虚拟样机统一建模方法进行了探索研究,以期为汽车自动变速器虚拟样机为典型代表的复杂产品虚拟样机的统一建模提供有效的、可行的解决方案。研究内容及成果如下:1.研究并定义了复杂产品虚拟样机工程体系概念模型,并对模型各维度及其相互关系综合分析,提出了复杂产品虚拟样机统一建模方法体系结构。对统一建模方法基本概念、技术框架、主模型、学科模型进行了多角度研究。在此基础上,分析了主模型定义、构成及形式化表示,并从学科模型的构成、构建过程、提取方法及其CAD/CAE信息联动等方面分析、验证统一建模方法,从而建立了实现复杂产品虚拟样机生命周期多阶段多学科多领域多层次的统一模型表达、构建方法以及过程表示等基础理论。2.针对复杂产品虚拟样机统一模型构建,本文首先分析统一建模的意义和建模过程,提出了基于元模型建模思想的复杂产品虚拟样机统一建模方法。并从元模型方法、元模型建模层次、面向对象方法、STEP标准以及基于元数据的统一模型构成五个方面深入研究。在此基础上,对复杂产品虚拟样机设计元模型表达的统一模型进行分析和形式化表示,从而为主模型的构建和表示提供了方法实现基础。3.为实现复杂产品虚拟样机设计元模型有效表达主模型,本文研究分析了主模型定义及构成,提出了以过程、产品、资源以及知识的元数据表达的主模型,从而对主模型进行了描述。4.构建复杂产品虚拟样机生命周期各阶段学科模型是验证并应用主模型的关键。对学科模型的构建过程、映射方法研究分析,提出了利用元模型的组元“方法”由主模型提取学科元模型,并实例化为学科模型。在此基础上,研究分析了MBD方法、参数化建模与特征建模相结合的混合建模技术、网格自动划分技术及划分算法,从而实现学科模型的CAD/CAE一体化建模,为工程分析奠定了技术基础。5.为实现以汽车自动变速器虚拟样机为例的复杂产品虚拟样机统一建模,搭建自动变速器虚拟样机统一建模设计系统,研究分析自动变速器工作过程、建模过程,并构建自动变速器虚拟样机设计元模型表达的主模型及其学科模型,从而实现工程分析。

孙红旗[8](2008)在《基于虚拟样机技术的机械产品设计与建模方法研究》文中认为如何在最短的周期内开发出功能强大的新产品以面对越来越激烈的市场竞争成为现阶段制造企业面临的重要问题。对于复杂产品,新产品研发过程中通过物理样机对设计进行验证和对产品性能进行检验是必不可少的环节。而物理样机的制造周期一般都比较长,加之这种验证一般都是一个多次反复的过程。因此,大大拖长了新产品开发周期。虚拟样机技术是用计算机数字模型代替物理样机,它可以像真实的物理模型一样,用来对所关心的产品的全寿命周期,如设计、制造、服务、循环利用等进行展示、分析和测试。因此可以大大缩短产品开发设计周期随着计算机技术在产品开发领域应用的不断发展,如今机械产品开发设计方法也发生了不小的变化。(1)论文在系统地总结国内外虚拟样机技术的研究现状及今后的发展方向;总结虚拟样机技术的内涵,关键技术的基础之上对基于虚拟样机技术的机械产品设计方法和过程进行了讨论,为下一步的研究做理论准备。(2)由于在虚拟样机技术的应用中,产品建模是关键技术之一,现阶段的产品建模方法还不够完善,本文对基于虚拟样机技术的建模方法进行了研究。提出了基于虚拟样机技术的面向对象的层次化特征建模方法,以解决虚拟产品模型如何能够有效支持产品全生命周期的开发活动,概念设计阶段信息的不完整性、不确定性等给建立系统层次上的统一一致的模型表达带来困难这两个关键问题。这对开发全面支持虚拟样机设计与仿真的工具与系统环境具有指导意义。

南风强[9](2008)在《网络协同数字化预装配理论及关键技术研究》文中研究表明随着全球市场竞争的日益激烈,产品的设计制造过程由一个企业独自完成发展到具有互补性企业之间的强强联合。装配作为联系产品的设计和后续工艺规划的纽带,它涉及人员多,影响面广。网络协同数字化预装配技术可以使地理上分布于世界各地的设计、工艺以及制造人员参与到产品装配设计、验证过程中来,通过构造跨地域、跨时间的产品装配的数字虚拟仿真与实验空间,使产品的装配活动在计算机内进行虚拟实物复现,可以进行装配过程仿真、装配序列规划、装配公差分析、产品的可装配性验证等分析,为异地协作的不同领域的工程师进行装配设计、规划和分析提供工具支持。本文首先介绍了并行工程、虚拟制造等先进制造技术背景,阐述了网络协同数字化预装配技术的意义。针对网络协同的特点和需求,提出了一个具有可重构、可重用、可扩展、支持多学科人员在网上开展异地协同数字化预装配系统的体系结构。分析了系统的功能模块及组成结构,给出网络环境下数字化预装配系统的工作流程。对产品特征信息进行分类,在研究零件特征的公差信息表示基础上,提出了面向装配精度的产品层次装配模型。该模型分为层次关系层、关联关系层、特征信息层、特征元素层和三角面片层五层,通过建立层内各元素的关系链和层间信息的映射实现产品装配信息的有机结合。研究了CAD零件信息与数字化预装配系统的信息转换方法,给出了数字化预装配环境中产品装配尺寸链的自动寻找和公差分析方法。针对产品装配过程的多样性、复杂性,提出了一种可重构的具有层次结构的数字化预装配环境模型,该模型分为设备层、中间层、零件层三层。对装配环境信息进行分类,给出了模型的形式化表达方法,利用面向对象技术构建了产品的数字化预装配环境。给出了环境中虚拟工装设备模型的数据结构、环境的配置结构,解决了物体的运动仿真、碰撞干涉检测等关键技术。提出了协同数字化预装配环境下产品装配方案综合评价方法。针对产品装配设计与规划活动所涉及到的产品设计(装配设计)、制造(装配工艺)、服务(装配维修)和环境(无污染、易回收)等诸多环节,利用数字化预装配环境,从动态装配过程和静态装配环境两个方面对影响装配的众多因素进行分析和归类,建立了产品装配质量、时间、成本、维修、环境影响模型,给出各评价指标隶属函数和权重的确定方法,利用模糊层次分析法对产品装配方案进行了综合评价。给出了网络协同数字化预装配系统的建模方法,研究了系统运行中的协同技术。针对网络协同数字化预装配的特点,提出了可重组的多Agent协同装配动态组织结构,利用面向对象Petri网对组成系统的各智能Agent进行了行为建模,分析了各Agent之间的交互联系。构建了装配动态组织模型和协同装配过程模型,解决了多Agent之间的通信和协同实时性等实现技术,给出网络环境下产品数字化预装配流程。依据本文提出的协同数字化预装配理论,采用基于组件的程序设计方法开发了一个网络协同数字化预装配系统e-DPAS(e-Digital Pre-Assembly System),并以ⅩⅩⅩⅩ装备的传动系统为对象进行协同装配设计与工艺规划的应用验证。

吴宝贵[10](2008)在《基于仿真分析的复杂机械产品多学科设计优化方法研究》文中认为高效精密化、智能集成化、虚拟数字化是现代机械产品设计的发展方向,为了以尽可能高的效率获得复杂机械产品尽可能优的设计方案,提出将航空领域发展起来的多学科设计优化方法应用于复杂机械产品设计领域,探索并研究出一种基于虚拟样机技术,融合多学科设计优化方法的现代产品数字化设计方法。深入研究并归纳总结了多学科设计优化的技术要素,形成面向机械设计领域比较完善的多学科设计优化技术应用体系。针对多领域CAD/CAE建模中存在的视图一致性难题,提出以主模型视图为导向的多学科视图建模技术。探讨多学科视图模型之间协调一致的保证体系,消除多学科视图模型的动态冲突,保证多学科视图模型之间动态交互与信息共享。通过创立支撑产品设计的参数化模型以及可对产品性能进行优化设计的虚拟样机,来实现对国外产品及专利的引进、消化、吸收和再创新。应用共享网格技术,解决数字化环境下多学科CAE视图模型耦合仿真的难题。探索将多学科设计优化方法具体融入复杂机械产品的数字化设计流程,分析了产品设计不同阶段多学科设计优化的应用特征。通过将多学科设计优化方法与虚拟样机设计流程融合,提出一种新的虚拟样机多学科优化设计模式,构建了以虚拟样机为核心的产品多学科设计优化集成平台,给出虚拟样机多学科设计优化的集成分析流程,实现机械产品的多学科集成自动化设计,解决复杂机械产品多性能动态优化问题,为产品的数字化设计提供了更高层次的应用平台。通过商用软件集成化组装,提出复杂机械产品多学科设计优化的集成平台解决方案,实现通用软件专业化应用的目的,为现代产品的一体化设计提供了比较完善的实施方案,使传统设计模式向并行化、一体化的先进模式转化。提出应用多学科设计优化方法设计汽车这一新思想。研究将多学科设计优化方法具体应用到汽车设计的不同阶段,给出汽车多学科集成分析与优化流程,实现汽车多性能的集成全分析与优化仿真。对照传统的螺杆压缩机经验设计,提出基于多学科设计优化的新型螺杆制冷压缩机多学科集成化设计模式。通过建立工作过程的流场仿真模型、结构有限元分析模型和流固耦合分析的多学科数字化仿真模型,创立可以全面分析螺杆压缩机工作特性的多学科模型系统,进一步研究并实施新型螺杆制冷压缩机产品的设计、分析与优化、仿真相集成的一体化,为实现复杂机械产品的传统设计向预测设计的转变进行了有意义的尝试。

二、面向虚拟概念设计的机械产品行为建模及关键技术研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、面向虚拟概念设计的机械产品行为建模及关键技术研究(论文提纲范文)

(1)面向制造单元的数字孪生体建模与管控技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 单元化生产模式的产生与发展趋势
        1.2.2 生产运行管控研究现状与发展趋势
        1.2.3 数字孪生在生产系统中的研究与应用
    1.3 研究目的与意义
    1.4 课题主要来源
    1.5 课题的主要研究内容及整体架构
2 基于数字孪生的制造单元及管控策略
    2.1 引言
    2.2 DT-MCell概述
        2.2.1 DT-MCell内涵与特征
        2.2.2 DT-MCell 组成与功能
    2.3 DT-MCell管控策略
        2.3.1 DT-MCell管控架构
        2.3.2 DT-MCell运行机制
    2.4 本章小结
3 制造单元数字孪生体建模方法
    3.1 引言
    3.2 制造单元数字孪生体建模流程
    3.3 基于语义本体的DT-MCell资源结构建模
        3.3.1 DT-MCell制造资源形式化表达
        3.3.2 DT-MCell语义本体模型
        3.3.3 DT-MCell数据本体模型
    3.4 基于混合建模方法的DT-MCell管控行为建模
        3.4.1 混合建模方法概述
        3.4.2 混合模型定义与形式化表达
        3.4.3 DT-MCell管控行为的混合建模
    3.5 DT-MCell多视图管控场景集成建模方法与协同机制
        3.5.1 DT-MCell多视图管控场景集成建模方法
        3.5.2 DT-MCell多视图模型协同机制
    3.6 本章小结
4 数字孪生体驱动的制造单元管控技术
    4.1 引言
    4.2 数字孪生驱动的制造单元管控指标体系设计
        4.2.1 基于公理化设计的管控指标体系设计
        4.2.2 DT-MCell管控数据模型
    4.3 基于虚实同步技术的可视化实时监控
        4.3.1 DT-MCell物理资源标识和采集技术
        4.3.2 DT-MCell虚实映射和通讯技术
        4.3.3 DT-MCell可视化实时监控模型
    4.4 基于知识推理的DT-MCell生产异常诊断方法
        4.4.1 DT-MCell生产异常分析及其故障树构建
        4.4.2 DT-MCell生产异常专家知识系统构建
        4.4.3 基于推理机的生产异常诊断及反馈控制方法
    4.5 本章小结
5 DT-MCell原型系统开发与验证
    5.1 引言
    5.2 开发与验证环境概述
        5.2.1 开发与验证环境搭建
        5.2.2 硬件架构设计
    5.3 原型系统开发与验证
        5.3.1 系统运行流程设计
        5.3.2 孪生体模型构建
        5.3.3 管控系统集成开发
        5.3.4 仿真与验证
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(2)面向数字孪生建筑的“信息-物理”交互策略研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 BIM技术对建筑业及建筑师的意义
        1.1.2 “信息-物理”不交互的问题现状
        1.1.3 聚焦“物理”的数字孪生建筑启示
    1.2 研究综述
        1.2.1 数字孪生建筑的相关研究
        1.2.2 反映“物理”的建成信息理论研究
        1.2.3 由“物理”到“信息”的逆向信息化技术研究
        1.2.4 研究综述存在的问题总结
    1.3 研究内容、方法和框架
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 研究框架
第2章 BIM缺陷分析与“信息-物理”交互策略制定
    2.1 现有BIM体系无法满足建筑业的转型要求
        2.1.1 信息化转型对建筑协同的要求
        2.1.2 智能化转型对高标准信息的要求
        2.1.3 面向数字孪生建筑拓展现有BIM体系的必要性
    2.2 针对建成信息理论的BIM缺陷分析与交互策略制定
        2.2.1 现有BIM体系缺少承载建成信息的建筑数字化定义
        2.2.2 现有BIM体系缺少认知建成信息的分类与描述方法
        2.2.3 现有BIM体系缺少适配建成信息的建筑信息系统
        2.2.4 针对建成信息理论的“信息-物理”交互策略制定
    2.3 针对逆向信息化技术的BIM缺陷分析与交互策略制定
        2.3.1 建筑逆向工程技术的发展
        2.3.2 建筑逆向工程技术的分类
        2.3.3 BIM结合逆向工程的技术策略若干问题
        2.3.4 针对逆向信息化技术的“信息-物理”交互策略制定
    2.4 本章小结
第3章 “信息-物理”交互策略的建成信息理论
    3.1 建成信息的建筑数字化定义拓展
        3.1.1 BIM建成模型的概念定义
        3.1.2 BIM建成模型的数据标准
    3.2 建成信息的分类与描述方法建立
        3.2.1 “对象-属性”建成信息分类方法
        3.2.2 建筑对象与属性分类体系
        3.2.3 多维度建成信息描述方法
        3.2.4 建成信息的静态和动态描述规则
    3.3 建成信息的建筑信息系统构想
        3.3.1 交互系统的概念定义
        3.3.2 交互系统的系统结构
        3.3.3 交互系统的算法化构想
    3.4 本章小结
第4章 “信息-物理”交互策略的感知技术:信息逆向获取
    4.1 建筑逆向工程技术的激光技术应用方法
        4.1.1 激光技术的定义、原理与流程
        4.1.2 面向场地环境和建筑整体的激光技术应用方法
        4.1.3 面向室内空间的激光技术应用方法
        4.1.4 面向模型和构件的激光技术应用方法
    4.2 建筑逆向工程技术的图像技术应用方法
        4.2.1 图像技术的定义、原理与流程
        4.2.2 面向场地环境和建筑整体的图像技术应用方法
        4.2.3 面向室内空间的图像技术应用方法
        4.2.4 面向模型和构件的图像技术应用方法
    4.3 趋近激光技术精度的图像技术应用方法研究
        4.3.1 激光与图像技术的应用领域与技术对比
        4.3.2 面向室内改造的图像技术精度探究实验设计
        4.3.3 基于空间和构件尺寸的激光与图像精度对比分析
        4.3.4 适宜精度需求的图像技术应用策略总结
    4.4 本章小结
第5章 “信息-物理”交互策略的分析技术:信息物理比对
    5.1 信息物理比对的流程步骤和算法原理
        5.1.1 基于产品检测软件的案例应用与分析
        5.1.2 信息物理比对的流程步骤
        5.1.3 信息物理比对的算法原理
    5.2 面向小型建筑项目的直接法和剖切法算法开发
        5.2.1 案例介绍与研究策略
        5.2.2 针对线型构件的算法开发
        5.2.3 针对面型构件的算法开发
    5.3 面向曲面实体模型的微分法算法开发
        5.3.1 案例介绍与研究策略
        5.3.2 针对曲面形态的微分法算法开发
        5.3.3 形变偏差分析与结果输出
    5.4 面向传统民居立面颜色的信息物理比对方法
        5.4.1 案例介绍与研究策略
        5.4.2 颜色部分设计与建成信息的获取过程
        5.4.3 颜色部分设计与建成信息的差值比对分析
    5.5 本章小结
第6章 “信息-物理”交互策略的决策技术:信息模型修正
    6.1 BIM建成模型创建的决策策略制定
        6.1.1 行业生产模式决定建成信息的模型创建策略
        6.1.2 基于形变偏差控制的信息模型修正决策
        6.1.3 建筑“信息-物理”形变偏差控制原则
    6.2 基于BIM设计模型修正的决策技术实施
        6.2.1 BIM设计模型的设计信息继承
        6.2.2 BIM设计模型的设计信息替换
        6.2.3 BIM设计模型的设计信息添加与删除
    6.3 本章小结
第7章 结论与数字孪生建筑展望
    7.1 “信息-物理”交互策略的研究结论
        7.1.1 研究的主要结论
        7.1.2 研究的创新点
        7.1.3 研究尚存的问题
    7.2 数字孪生建筑的未来展望
        7.2.1 建筑数字孪生体的概念定义
        7.2.2 建筑数字孪生体的生成逻辑
        7.2.3 数字孪生建筑的实现技术
        7.2.4 融合系统的支撑技术构想
参考文献
致谢
附录 A 建筑业BIM技术应用调研报告(摘选)
附录 B “对象-属性”建筑信息分类与编码条目(局部)
附录 C 基于Dynamo和 Python开发的可视化算法(局部)
附录 D 本文涉及的建筑实践项目汇总(图示)
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(3)5G网络技术对提升4G网络性能的研究(论文提纲范文)

引言
1 4G网络现处理办法
2 4G网络可应用的5G关键技术
    2.1 Msssive MIMO技术
    2.2 极简载波技术
    2.3 超密集组网
    2.4 MEC技术
3 总结

(4)基于价值共创视角的城市智慧照明综合装置形态设计评价方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 时代背景
        1.1.2 产业背景
        1.1.3 “价值共创”理论背景
    1.2 国内外关于USLE相关研究和开发现状概述
        1.2.1 国内外关于USLE相关研究
        1.2.2 国内外关于USLE开发建设现状
        1.2.3 目前USLE需要解决的主要问题
    1.3 基于价值共创视角的产品形态设计相关理论与评价方法概述
        1.3.1 价值共创理论
        1.3.2 产品形态设计
        1.3.3 感性工学(KE)理论与方法
    1.4 研究目的、内容和意义
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 研究意义
        1.4.4 研究基础
    1.5 研究方法与技术路线
        1.5.1 研究方法
        1.5.2 研究技术路线
第2章 基于价值共创视角的产品设计流程探索与实践
    2.1 产品设计领域的价值共创过程系统模型
        2.1.1 基于生产者逻辑的价值共创过程系统模型
        2.1.2 基于用户逻辑的价值共创过程系统模型
    2.2 基于价值共创视角的产品设计流程与内容
        2.2.1 产品概念设计的价值共创流程与内容
        2.2.2 产品系统设计的价值共创流程与内容
        2.2.3 产品协同设计的价值共创流程与内容
        2.2.4 产品模块化设计的价值共创过程与内容
    2.3 产品智能系统设计的价值共创
        2.3.1 产品智能系统设计概念
        2.3.2 产品智能系统设计的价值共创流程与内容
    2.4 产品智能系统设计的价值共创实践——以ULSE的锂电池材料的价值共创为例
    2.5 本章小结
第3章 基于价值共创视角的USLE形态设计与感性评价系统架构
    3.1 USLE概念、应用范围及相关技术分析
        3.1.1 USLE基本概念
        3.1.2 USLE应用范围
        3.1.3 USLE拓展应用内容与技术分析
    3.2 USLE开放循环式形态设计系统构建
        3.2.1 基本设计原则
        3.2.2 基于价值共创视角的USLE开放循环式产品设计系统构建
    3.3 价值共创视角下的USLE形态感性设计与评价系统构建
        3.3.1 感性设计评价及流程
        3.3.2 基于生产者逻辑的感性设计与评价系统
        3.3.3 基于用户逻辑的感性设计与评价系统
    3.4 本章小结
第4章 基于价值共创视角的USLE功能需求分析与评价方法研究
    4.1 设计实验和统计分析方法
    4.2 基于情感化设计理论的生产者与用户需求层次模型构建
        4.2.1 情感化设计及层次划分
        4.2.2 功能需求特点与获取方法
        4.2.3 基于情感化设计理论的功能需求层次模型
    4.3 USLE生产者与用户功能需求初选及结构优化——以上海海湾大学城为例
        4.3.1 上海海湾大学城区域属性与路灯现状分析
        4.3.2 功能需求市场现状调研与归纳
        4.3.3 城市特定区域USLE功能需求重要度评价
    4.4 构建USLE的生产者与用户功能需求层次分类模型——以上海海湾大学城为例
        4.4.1 生产者与用户功能需求筛选
        4.4.2 城市特定区域USLE生产者与用户功能需求分类模型构建
    4.5 USLE各层次生产者与用户功能需求权重计算与优先度确定——以上海海湾大学城为例
        4.5.1 实验方法
        4.5.2 各层次功能需求权重计算与优先度值
        4.5.3 上海海湾大学城USLE功能设计建议
    4.6 本章总结
第5章 基于价值共创视角的USLE形态满意度评价方法研究——以上海海湾大学城为例
    5.1 设计实验和统计分析方法
    5.2 USLE形态感性意象词汇与实验样本选取
        5.2.1 形态感性意象词汇选取与分析
        5.2.2 代表性实验样本选取与分析
    5.3 USLE形态感性意象评价维度实验与结果分析
        5.3.1 实验过程与方法
        5.3.2 数据分析与处理
        5.3.3 形态感性意象评价维度空间建立与分析
    5.4 上海海湾大学城USLE形态感性意象模型构建
        5.4.1 上海海湾大学城形态感性意象词汇和代表性实验样本选取
        5.4.2 感性意象评价实验
        5.4.3 实验结果与分析
    5.5 USLE感性意象与形态满意度关系模型构建与验证
        5.5.1 感性意象与形态满意度关系模型构建
        5.5.2 感性意象与形态满意度关系模型验证
    5.6 本章总结
第6章 基于价值共创视角的USLE形态设计要素评价方法研究——以上海海湾大学城为例
    6.1 设计实验与统计分析方法
    6.2 基于眼动追踪和虚拟现实技术的USLE形态设计要素提取实验
        6.2.1 实验目的
        6.2.2 实验方案设计
        6.2.3 实验内容
        6.2.4 实验数据的处理与分析
    6.3 基于形态分析法的USLE主要形态设计要素提取实验
        6.3.1 实验目的与方法
        6.3.2 实验过程
        6.3.3 实验结果与分析
    6.4 USLE形态设计要素与感性意象关系模型构建
        6.4.1 代表实验样本感性意象得分
        6.4.2 USLE形态设计要素与感性意象关系模型建构
    6.5 基于感性意象的USLE形态设计原则
    6.6 USLE形态设计要素与感性意象模型验证
    6.7 USLE感性意象、形态设计要素和形态满意度的关系模型构建
    6.8 USLE形态设计实践与评价——以上海海湾大学城为例
        6.8.1 草图绘制与筛选
        6.8.2 最终方案建模与渲染
        6.8.3 形态设计评价
    6.9 本章总结
第7章 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 研究的创新点
    7.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间取得的研究成果
附录

(5)面向快速定制的复杂机电产品客户需求分析方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 复杂机电产品概述
        1.3.2 需求驱动的产品快速定制设计研究
        1.3.3 客户需求管理研究
    1.4 复杂机电产品特征及其客户需求特征分析
        1.4.1 复杂机电产品特征分析
        1.4.2 复杂机电产品客户需求特征分析
    1.5 关键技术问题
    1.6 主要研究内容与论文结构
        1.6.1 主要研究内容
        1.6.2 论文结构
第2章 基于使用情景的复杂机电产品客户需求获取研究
    2.1 引言
    2.2 基于使用情景的复杂机电客户需求获取方法研究
        2.2.1 传统客户需求获取方法分析
        2.2.2 基于使用情景的复杂机电客户需求获取过程
    2.3 复杂机电产品客户识别
        2.3.1 复杂机电产品客户特征分析
        2.3.2 基于机电产品使用周期的客户识别方法
    2.4 复杂机电产品使用情景构建
        2.4.1 使用情景的构建和描述
        2.4.2 基于用户使用情景的需求获取模板构建
        2.4.3 高速列车客户需求获取模板示例
    2.5 本章小结
第3章 复杂机电产品客户需求系统化处理技术研究
    3.1 引言
    3.2 复杂机电产品客户需求系统化处理过程分析
    3.3 客户需求集成研究
        3.3.1 客户需求分解
        3.3.2 客户需求冗余和冲突消除
    3.4 复杂机电产品客户需求重要度
        3.4.1 客户需求重要度计算过程
        3.4.2 约束用户的需求重要度计算
        3.4.3 非约束用户的需求重要度计算
        3.4.4 客户需求重要度集成
    3.5 复杂机电产品客户需求分类研究
        3.5.1 面向多维特征的客户需求分类体系
        3.5.2 客户需求分类方法研究
    3.6 本章小结
第4章 基于元结构树的复杂机电产品客户需求与技术指标建模
    4.1 引言
    4.2 元模型理论
    4.3 产品元结构树建模
        4.3.1 产品结构建模需求分析
        4.3.2 产品元结构树定义与构建
        4.3.3 产品元结构树的应用分析
    4.4 复杂机电产品结构化客户需求建模
        4.4.1 客户需求建模分析
        4.4.2 客户需求元模型定义和构建
    4.5 复杂机电产品结构化技术指标建模
    4.6 本章小结
第5章 基于映射规则驱动的复杂机电产品客户需求映射研究
    5.1 引言
    5.2 传统的客户需求映射方法分析
        5.2.1 QFD方法
        5.2.2 本体映射
        5.2.3 公理设计
    5.3 基于映射规则驱动的复杂机电产品客户需求映射方法研究
        5.3.1 客户需求映射过程研究
        5.3.2 映射规则提取和表达
        5.3.3 数据映射规则的应用
    5.4 复杂机电产品技术指标集成
        5.4.1 技术指标集成过程
        5.4.2 学科专业语义词典
        5.4.3 基于客户满意度的设计冲突解决技术
        5.4.4 设计实例
    5.5 本章小结
第6章 高速列车客户需求参数化管理原型系统研发
    6.1 引言
    6.2 系统应用背景分析
        6.2.1 高速列车研发需求分析
        6.2.2 高速列车设计制造一体化平台
    6.3 客户需求参数化管理系统设计
        6.3.1 系统功能与方案设计
        6.3.2 系统技术框架设计
    6.4 系统数据库设计
    6.5 系统主要功能模块设计和实现
        6.5.1 高速列车数据管理子系统设计
        6.5.2 高速列车需求分析子系统设计
    6.6 应用验证
    6.7 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 全文的主要研究内容
    7.2 论文的创新点
    7.3 展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果
附录1 图索引
附录2 表索引

(6)大型非球面超精密光学磨床设计关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 大型超精密光学磨床设计
        1.2.1 大型光学磨床的设计需求
        1.2.2 大型光学磨床的设计准则
        1.2.3 超精密光学磨床设计方法
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 设计理论及方法的发展及现状
        1.3.2 超精密磨床的概念设计
        1.3.3 超精密磨床的详细设计
        1.3.4 大型超精密光学磨床现状
    1.4 课题提出及研究目的
    1.5 研究内容与论文章节安排
第二章 大型超精密光学磨床人机集成设计方法
    2.1 引言
    2.2 人机集成设计方法基本原理
        2.2.1 设计架构
        2.2.2 设计原型
    2.3 基于本体的大型光学磨床设计知识管理
        2.3.1 磨床设计知识本体建模
        2.3.2 本体集成方法和技术
    2.4 本章小结
第三章 面向行为矛盾解决的大型光学磨床概念设计
    3.1 引言
    3.2 基于机器“导航”的智能概念设计方法
        3.2.1 智能概念设计基本架构
        3.2.2 智能概念设计执行过程
    3.3 大型光学磨床概念生成与评估
        3.3.1 磨床设计概念生成
        3.3.2 基于商运动学的磨床构型设计
    3.4 基于虚拟轴原理的少轴构型磨床设计
        3.4.1 运动空间与刚度矛盾及解决策略
        3.4.2 少轴构型与虚拟轴原理
        3.4.3 少轴构型磨床的运动学优化
    3.5 超精密磨床力位混合控制策略
        3.5.1 刚柔相济矛盾及解决策略
        3.5.2 力位混合控制策略
    3.6 本章小结
第四章 基于动力学的大型光学磨床优化设计方法
    4.1 引言
    4.2 大型超精密光学磨床技术设计
        4.2.1 超精密磨床结构设计
        4.2.2 磨床电气控制系统设计
        4.2.3 磨床检测系统设计
    4.3 大型超精密光学磨床动力学性能优化
        4.3.1 结构动力学优化
        4.3.2 热力学分析及优化
        4.3.3 控制系统分析及参数优化
    4.4 本章小结
第五章 大型超精密光学磨床详细设计与实现
    5.1 引言
    5.2 大型超精密光学磨床静压主轴设计
        5.2.1 基于经验的轴承及驱动设计
        5.2.2 超精密静压主轴参数设计
        5.2.3 基于动力学模型的几何学优化
        5.2.4 主轴热力学分析及优化
    5.3 表面节流自补偿超精密液体静压转台设计
        5.3.1 表面节流自补偿原理
        5.3.2 液体静压转台设计方案
        5.3.3 静压转台性能分析
    5.4 大型超精密光学磨床开发与实现
        5.4.1 磨床样机及具体参数
        5.4.2 磨床误差检测
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 论文的主要贡献与创新点
    6.3 工作展望
参考文献
攻读博士学位期间研究成果
致谢

(7)复杂产品虚拟样机统一建模方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题提出
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 复杂产品虚拟样机设计技术分析
        1.2.1 产品设计及虚拟样机技术发展历程
        1.2.1.1 产品设计
        1.2.1.2 虚拟样机技术与产品设计发展历程
        1.2.2 复杂产品虚拟样机设计技术发展趋势分析
    1.3 复杂产品虚拟样机设计关键技术研究综述
        1.3.1 复杂产品虚拟样机
        1.3.2 复杂产品虚拟样机建模技术
        1.3.3 多领域仿真
        1.3.4 多学科设计优化
        1.3.5 系统集成
    1.4 当前存在的问题分析
        1.4.1 虚拟样机统一模型构建
        1.4.2 统一模型表达
    1.5 研究内容
    1.6 全文结构
第二章 复杂产品虚拟样机统一建模方法体系结构研究
    2.1 复杂产品虚拟样机统一建模方法体系结构研究
        2.1.1 基本概念
        2.1.2 复杂产品虚拟样机统一建模方法
    2.2 复杂产品虚拟样机统一建模方法体系结构研究
        2.2.1 复杂产品虚拟样机工程体系
    2.3 复杂产品虚拟样机主模型
        2.3.1 主模型分析
        2.3.2 主模型的实例化模型表示
    2.4 学科模型的CAD/CAE一体化建模
        2.4.1 学科模型建模过程
        2.4.2 学科模型提取方法
        2.4.3 学科模型的几何信息与工程特征属性信息关联
    2.5 本章小结
第三章 复杂产品虚拟样机设计元模型建模方法研究
    3.1 复杂产品虚拟样机统一建模
        3.1.1 复杂产品虚拟样机
        3.1.2 统一建模
        3.1.2.1 统一建模的意义
        3.1.2.2 统一建模过程分析
    3.2 元模型建模
        3.2.1 元模型与元模型建模
        3.2.2 元模型基本要素
        3.2.3 元模型建模层次
        3.2.3.1 复杂产品虚拟样机元模型建模设计分析
        3.2.3.2 虚拟样机元模型建模层次分析
        3.2.4 面向对象的元模型表达
        3.2.4.1 面向对象方法
        3.2.4.2 面向对象的元模型表达
    3.3 元模型的建模数据分析
        3.3.1 元数据概念模型
        3.3.2 复杂产品虚拟样机元数据表示
        3.3.2.1 过程元数据
        3.3.2.2 产品元数据
        3.3.2.3 资源元数据
        3.3.2.4 知识元数据
    3.4 复杂产品虚拟样机设计元模型形式化表示
        3.4.1 复杂产品虚拟样机设计元模型
        3.4.2 STEP标准简介
        3.4.2.1 STEP标准的体系结构
        3.4.2.2 中性文件的表达
        3.4.2.3 中性文件实施原理
        3.4.2.4 ROSE库
        3.4.3 复杂产品虚拟样机设计元模型形式化表示分析
    3.5 本章小结
第四章 复杂产品虚拟样机主模型表达与学科模型建模方法研究
    4.1 复杂产品虚拟样机主模型
        4.1.1 复杂产品虚拟样机主模型定义
        4.1.2 复杂产品虚拟样机主模型构成及表达
        4.1.2.1 过程元数据模型
        4.1.2.2 产品元数据模型
        4.1.2.3 资源元数据模型
        4.1.2.4 知识元数据模型
        4.1.3 主模型的表达
    4.2 复杂产品虚拟样机学科模型构建方法
        4.2.1 学科模型构建过程分析
        4.2.2 学科模型建立
        4.2.2.1 学科元模型映射方法
        4.2.2.2 学科模型
        4.2.3 基于模型的数字化定义(MBD)方法
        4.2.4 基于MBD的学科模型CAD/CAE一体化建模
        4.2.4.1 学科模型集成数据构成
        4.2.4.2 学科模型集成数据表示
        4.2.4.3 学科模型的CAD/CAE集成数据联动
    4.3 本章小结
第五章 复杂产品虚拟样机学科模型实现
    5.1 运动学结构仿真模型
        5.1.1 运动结构仿真模型及其数据信息分析
        5.1.2 运动结构仿真模型
        5.1.2.1 运动结构仿真模型的提取过程分析
        5.1.2.2 运动结构仿真模型的CAD/CAE一体化建模
        5.1.2.3 运动结构仿真模型实现
    5.2 有限元分析模型
        5.2.1 有限元模型及其数据信息分析
        5.2.2 有限元模型的提取过程分析
        5.2.3 有限元模型的CAD/CAE一体化建模
        5.2.4 有限元模型实现
    5.3 电子控制模型
        5.3.1 电子控制模型及其数据信息分析
        5.3.1.1 AP210介绍
        5.3.1.2 电子控制模型的模式
        5.3.2 电子控制模型的提取过程分析
        5.3.3 电子控制模型的信息关联
        5.3.4 电子控制模型的实现
    5.4 液压分析模型
        5.4.1 液压分析模型及其数据信息
        5.4.2 液压分析模型的提取过程分析
        5.4.3 液压分析模型的CAD/CAE一体化建模及模型实现
    5.5 本章小结
第六章 汽车自动变速器的虚拟样机统一建模及应用
    6.1 自动变速器的虚拟样机统一建模设计系统
        6.1.1 自动变速器的虚拟样机统一建模设计系统框架
        6.1.2 自动变速器的虚拟样机统一建模设计系统的建立
        6.1.2.1 统一建模设计系统中性文件的读取模块
        6.1.2.2 自动变速器的虚拟样机中性文件的生成模块
        6.1.2.3 自动变速器的虚拟样机中性文件实体属性的显示模块
        6.1.2.4 自动变速器的虚拟样机读取数据库的属性值模块
        6.1.2.5 自动变速器的虚拟样机的CAD/CAE工具接口模块
    6.2 自动变速器虚拟样机设计过程建模分析
        6.2.1 自动变速器
        6.2.1.1 自动变速器结构分析
        6.2.1.2 自动变速器各系统协同工作过程分析
        6.2.2 自动变速器的虚拟样机设计信息模型构建过程分析
        6.2.3 自动变速器虚拟样机的设计信息模型
    6.3 自动变速器的虚拟样机设计主模型构建
        6.3.1 自动变速器的虚拟样机元数据模型
        6.3.2 自动变速器的虚拟样机主模型构建
    6.4 自动变速器虚拟样机的学科模型提取及工程分析
        6.4.1 行星齿轮机构运动学结构仿真分析
        6.4.2 输出轴有限元分析
        6.4.3 电子控制仿真分析
        6.4.4 液力变矩器流场分析
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 论文创新点
    7.3 未来展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢

(8)基于虚拟样机技术的机械产品设计与建模方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 虚拟样机技术的产生
    1.2 虚拟样机技术的内涵
    1.3 虚拟样机技术与虚拟装配技术和虚拟制造技术
    1.4 虚拟样机技术的关键技术
    1.5 虚拟样机技术研究的国内外现状
        1.5.1 国外研究现状与分析
        1.5.2 国内研究现状与分析
    1.6 课题背景及主要工作内容和意义
第2章 基于虚拟样机技术的产品开发方法
    2.1 基于虚拟样机技术的机械产品设计的关键使能技术
    2.2 基于虚拟样机技术进行机械产品设计的过程
        2.2.1 基于虚拟样机技术的机械产品设计特点
        2.2.2 基于虚拟样机技术的机械产品设计方法
    2.3 产品开发的分布式协同设计
        2.3.1 分布式协同设计的含义及发展
        2.3.2 分布式协同设计系统关键技术
        2.3.3 分布式协同设计系统体系结构
    2.4 本章小结
第3章 虚拟样机建模方法分析
    3.1 虚拟样机建模发展
    3.2 虚拟样机建模现状
        3.2.1 虚拟样机总体建模中存在的问题
        3.2.2 概念设计阶段虚拟产品建模存在的问题
    3.3 本章小节
第4章 面向对象的层次化特征建模
    4.1 面向对象建模和特征建模
        4.1.1 面向对象建模
        4.1.2 产品特征建模
        4.1.3 统一建模语言UML对建模的表达
    4.2 机械产品面向对象的层次化特征建模
        4.2.1 面向对象的层次化特征建模的基本步骤
        4.2.2 机械产品面向对象的分析
        4.2.3 机械产品特征的提取
        4.2.4 机械产品特征层次化划分
        4.2.5 机械产品面向对象的层次化特征模型建立
    4.3 本章小节
第5章 实例分析与验证
    5.1 电动推进器传动箱的模型建立
    5.2 支撑轴承模型的建立
    5.3 本章小节
第6章 总结与展望
参考文献
致谢

(9)网络协同数字化预装配理论及关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 并行工程与虚拟制造
        1.1.2 产品数字化预装配产生背景与内涵
        1.1.3 网络协同数字化预装配技术
    1.2 国内外相关研究
        1.2.1 研究现状与工业应用
        1.2.2 相关关键技术
    1.3 课题来源及本文主要工作
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 选题意义
        1.3.3 本文主要工作
    1.4 论文结构
2 网络协同数字化预装配系统体系结构
    2.1 引言
    2.2 网络协同数字化预装配
        2.2.1 协同开发模式
        2.2.2 网络协同数字化预装配环境的特点
    2.3 网络协同数字化预装配系统的体系结构
        2.3.1 网络环境下产品数字化预装配系统需求分析
        2.3.2 网络协同数字化预装配系统的体系结构
        2.3.3 网络协同数字化预装配系统的功能模块
        2.3.4 网络协同数字化预装配系统的实现结构
        2.3.5 网络协同数字化预装配系统的工作流程
    2.4 网络协同数字化预装配系统关键技术
    2.5 本章小结
3 面向装配精度的产品数字化预装配模型
    3.1 引言
    3.2 装配模型的需求
    3.3 基于特征的产品装配信息分类
        3.3.1 零件特征
        3.3.2 装配特征
        3.3.3 管理特征
    3.4 面向装配精度的产品装配模型信息的层次表达
    3.5 基于O-O的数字化产品装配模型
        3.5.1 产品装配模型数据结构
        3.5.2 不同CAD软件与数字化预装配系统间零部件模型信息的传输与转换
        3.5.3 产品装配拓扑结构
    3.6 数字化预装配环境下的装配公差分析与检验
        3.6.1 基于数字化产品装配模型的装配尺寸链自动生成
        3.6.2 产品装配尺寸链分析与检验
    3.7 本章小结
4 可重构数字化预装配环境
    4.1 引言
    4.2 可重构数字化预装配环境的需求分析
        4.2.1 产品装配并行开发过程
        4.2.2 数字化预装配环境的需求分析
        4.2.3 数字化预装配环境的组成结构
    4.3 数字化预装配环境的层次表达
    4.4 数字化预装配环境的建立
        4.4.1 数字化预装配环境模型
        4.4.2 数字化装配工装设备模型的数据结构
        4.4.3 数字化预装配环境的配置
        4.4.4 数字化预装配运动仿真模型
    4.5 碰撞干涉检验
        4.5.1 包容盒检测
        4.5.2 八叉树检测
    4.6 本章小结
5 协同数字化预装配环境下产品装配方案综合评价
    5.1 引言
    5.2 协同数字化预装配环境下产品装配过程分析
        5.2.1 产品装配仿真过程
        5.2.2 面向全生命周期产品装配特点
        5.2.3 产品数字化预装配过程表达
    5.3 产品装配评价指标体系的建立
    5.4 装配方案评价模型
    5.5 协同数字化预装配环境下装配方案综合评价
        5.5.1 综合评价模型
        5.5.2 权重的确定
    5.6 应用研究
    5.7 本章小结
6 网络环境下数字化预装配系统平台
    6.1 引言
    6.2 网络协同数字化预装配系统平台需求分析
    6.3 可重组的多AGENT网络协同数字化预装配协作组织结构
    6.4 基于多AGENT协同数字化预装配系统平台建模
        6.4.1 相关定义
        6.4.2 基于OPN的多Agent交互建模
        6.4.3 系统平台性能分析
    6.5 协同装配动态组织的组建
    6.6 协同装配过程控制建模
    6.7 实时协同数字化预装配平台的实现
        6.7.1 系统通讯
        6.7.2 实时协同环境的实现
        6.7.3 协同批注实现
        6.7.4 网络协同数字化预装配运行流程
    6.8 本章小结
7 网络协同数字化预装配原型系统
    7.1 引言
    7.2 网络协同数字化预装配原型系统实现
        7.2.1 组件化的程序设计方法
        7.2.2 基于组件的协同数字化装配平台
        7.2.3 系统运行环境
    7.3 系统主要功能模块
    7.4 系统应用
        7.4.1 协同数字化预装配系统平台
        7.4.2 产品数字化预装配建模
        7.4.3 产品装配环境建立
        7.4.4 装配方案分析与评价
    7.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表论文
项目成果

(10)基于仿真分析的复杂机械产品多学科设计优化方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 现代机械产品设计面临的挑战
    1.2 机械产品设计技术发展现状
        1.2.1 计算机辅助设计技术的发展历程
        1.2.2 基于虚拟样机的仿真技术应用现状
        1.2.3 优化设计技术的发展趋势
    1.3 MDO研究现状
        1.3.1 MDO技术研究现状
        1.3.2 MDO方法应用现状
    1.4 复杂机械产品设计MDO应用的必要性
    1.5 本文的主要研究内容
2 面向复杂机械产品设计的MDO技术体系及应用方案
    2.1 MDO技术定义及实施思想
    2.2 面向复杂机械产品设计的MDO技术体系
        2.2.1 MDO技术要素细化拓展
        2.2.2 MDO的优化方法演化
    2.3 MDO软件集成平台及应用框架
        2.3.1 面向MDO的软件框架需求
        2.3.2 多学科软件集成技术
        2.3.3 基于MPCCI的集成平台及应用框架
        2.3.4 CMIDOS集成平台应用方案
    2.4 本章小结
3 复杂机械产品多学科视图建模技术
    3.1 面向设计的产品模型分析
    3.2 产品设计的多学科性
    3.3 产品设计过程的多层次描述模型
    3.4 产品多学科视图模型的有关定义
        3.4.1 产品设计的语言表达
        3.4.2 多学科视图模型有关定义
    3.5 复杂机械产品多学科视图建模方法
        3.5.1 面向多设计阶段的产品多学科建模方法
        3.5.2 面向多设计性能的产品多学科建模方法
        3.5.3 产品多学科视图建模方法分析
    3.6 多学科视图模型的实现技术
        3.6.1 视图模型的商用软件支撑
        3.6.2 面向对象设计方法的实施
        3.6.3 全域产品信息模型的形成
    3.7 多学科视图模型一致性保证体系
    3.8 多学科视图模型协同优化策略
        3.8.1 多学科视图模型动态冲突及约束关系
        3.8.2 基于协同优化的冲突消解
        3.8.3 工程应用的视图模型协同运行策略
    3.9 本章小结
4 基于虚拟样机的复杂机械产品多学科设计优化
    4.1 复杂机械产品并行设计过程
    4.2 产品设计过程的数学表达
    4.3 产品设计不同阶段MDO应用特征
    4.4 设计初期产品总体方案的多学科优化
    4.5 设计中期产品虚拟样机的多学科优化模式
        4.5.1 融入MDO的复杂机械产品集成设计平台
        4.5.2 产品虚拟样机的多学科优化过程
        4.5.3 虚拟样机多学科应用模型集成仿真
    4.6 虚拟样机多学科优化模式应用研究
        4.6.1 汽车碰撞与NVH两学科优化
        4.6.2 汽车NVH系统仿真
        4.6.3 整车碰撞仿真
    4.7 设计后期产品结构的局部优化改进
    4.8 本章小结
5 基于多学科模型的新型螺杆压缩机结构分析与优化
    5.1 新型压缩机多学科开发流程
        5.1.1 CMIDOS集成解决方案的工程应用
        5.1.2 新型压缩机集成化开发流程
    5.2 新型压缩机多学科视图建模
        5.2.1 多学科模型耦合分析解决方法
        5.2.2 新型压缩机结构主模型构建
        5.2.3 虚拟样机内部流场CFD仿真模型
    5.3 新型压缩机工作特性理论分析
        5.3.1 整机间隙与气密性分析
        5.3.2 绝热效率影响因素分析
    5.4 新型压缩机结构的多学科分析
        5.4.1 结构有限元模型
        5.4.2 结构模态分析
        5.4.3 结构静力学分析
        5.4.4 整机动力学仿真
        5.4.5 结构热力学分析
        5.4.6 热结构耦合分析
        5.4.7 整机结构间隙设计
    5.5 新型压缩机多学科设计优化
        5.5.1 基于有限元法的设计灵敏度分析
        5.5.2 新型压缩机多学科优化数学模型
        5.5.3 优化后压缩机性能计算与分析
        5.5.4 优化后整机装配间隙设计
    5.6 本章小结
结论
创新点摘要
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
致谢

四、面向虚拟概念设计的机械产品行为建模及关键技术研究(论文参考文献)

  • [1]面向制造单元的数字孪生体建模与管控技术研究[D]. 王译晨. 北京交通大学, 2020(03)
  • [2]面向数字孪生建筑的“信息-物理”交互策略研究[D]. 韩冬辰. 清华大学, 2020
  • [3]5G网络技术对提升4G网络性能的研究[J]. 刘奕. 数码世界, 2020(04)
  • [4]基于价值共创视角的城市智慧照明综合装置形态设计评价方法研究[D]. 叶俊男. 华东理工大学, 2018(01)
  • [5]面向快速定制的复杂机电产品客户需求分析方法研究[D]. 马晓杰. 西南交通大学, 2018
  • [6]大型非球面超精密光学磨床设计关键技术研究[D]. 洪海波. 上海交通大学, 2016(03)
  • [7]复杂产品虚拟样机统一建模方法研究[D]. 闫雪锋. 河北工业大学, 2015(07)
  • [8]基于虚拟样机技术的机械产品设计与建模方法研究[D]. 孙红旗. 东北大学, 2008(03)
  • [9]网络协同数字化预装配理论及关键技术研究[D]. 南风强. 南京理工大学, 2008(11)
  • [10]基于仿真分析的复杂机械产品多学科设计优化方法研究[D]. 吴宝贵. 大连理工大学, 2008(08)

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虚拟概念设计的机械产品行为建模与关键技术研究
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