基于单元移植技术的快速变异设计方法研究

发布时间：2017-05-15 08:16

  本文关键词：基于单元移植技术的快速变异设计方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：变异设计技术是对已有的实例化零件产品从其结构构成层次，进行部分结构特征的移植替换，从而实现零件功能结构二次创新的设计方法，该方法满足了现代产品在功能和性能上的多样化与个性化设计需求，可有效地提高产品设计效率和设计可靠性。 在前期大量阅读文献及借鉴单元移植技术相关领域研究工作的基础上，本文进一步从技术实现的角度对变异零件信息描述模型构建技术、单元拓扑分割技术、移植特征单元与变异零件过程模型拓扑搭接技术、移植特征单元相似性检索技术等方面，对基于结构特征移植替换的变异设计技术展开了深入细致的研究，论文的主要工作如下： 在变异零件信息描述模型构建方面，详细分析了零件信息描述模型包含的各项属性信息，包括零件包含的单元信息描述模型、几何信息、非几何信息、功能信息及语义信息，将这些属性信息融合建立零件信息描述模型。其中，单元信息描述模型是零件信息描述模型的重要组成部分，对单元信息描述模型包含的各项属性信息进行详细分析，包括单元编号、基本信息、几何信息、关联信息、非几何信息、功能信息、语义信息，通过信息融合建立单元信息描述模型，通过单元间关联信息的剔除与融合，实现变异后零件信息描述模型的重构。 在单元拓扑分割方面，对变异零件模型进行拓扑特征分析，按照体素特征类型对单元进行归类划分，依据零件变异设计需求，选择恰当的拓扑分割特征工具和拓扑分割位姿，完成单元拓扑分割；在单元拓扑搭接方面，根据变异过程零件模型和移植单元搭接面的几何属性，选择几何面匹配类型，通过移植单元的位姿变换操作，获取正确的搭接位姿，对几何匹配面进行几何关联和拓扑定位，完成移植单元与变异过程零件模型的拓扑搭接。 在移植单元相似性检索方面，分为两方面内容：第一，通过表征移植特征单元的高级描述语义，对移植单元进行模糊查询检索；第二，对变异单元信息与移植单元库中存放的移植单元信息做基于几何形状和拓扑关系的相似性计算，通过相似度检索算法及权重值、检索阈值的设定，实现移植单元的相似性检索。 基于以上理论技术研究，开发了基于SolidWorks的单元快速移植替换功能模块，通过现有实例化零件的变异设计过程对系统的操作可行性进行了有效验证。 本课题得到了国家自然科学基金（50975124）的部分支持。
【关键词】：移植替换 单元 拓扑分割 拓扑搭接 相似性检索
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH122
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 产品重用设计技术与产品变型设计技术的研究现状12-15
• 1.2.1 产品重用设计技术的研究现状12-13
• 1.2.2 产品变型设计技术的研究现状13-15
• 1.3 产品变异设计技术的研究现状15-19
• 1.3.1 变异设计技术的研究现状15-16
• 1.3.2 零件变异设计的关键技术及其研究现状16-19
• 1.4 课题研究目的与意义19
• 1.5 课题研究内容与论文组织结构19-21
• 1.5.1 课题研究内容19-21
• 1.5.2 本文的组织结构21
• 1.6 本章总结21-23
• 第二章 基于单元移植的快速变异设计技术23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 基于单元移植的快速变异设计基本概念23-25
• 2.3 基于特征单元移植的快速变异设计关键技术25-32
• 2.3.1 变异零件信息描述模型构建技术25-27
• 2.3.2 单元拓扑分割技术27-30
• 2.3.3 单元拓扑搭接技术30-31
• 2.3.4 单元模型检索技术31-32
• 2.4 基于单元移植的变异设计过程模型32-33
• 2.5 本章小结33-35
• 第三章 变异零件信息描述模型的构建35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 变异零件信息描述模型的建立35-42
• 3.2.1 单元信息描述模型的属性分析36-39
• 3.2.2 单元信息描述模型的建立39-40
• 3.2.3 零件信息描述模型的建立40-41
• 3.2.4 移植单元库的建立41-42
• 3.4 实例分析42-46
• 3.5 本章总结46-47
• 第四章 单元拓扑分割与拓扑搭接技术47-65
• 4.1 引言47
• 4.2 单元拓扑分割技术47-54
• 4.2.1 零件变异特征单元的确定47-48
• 4.2.2 零件特征单元的分割48-53
• 4.2.3 单元拓扑分割过程模型53-54
• 4.3 单元拓扑搭接技术54-61
• 4.3.1 搭接单元的特性分析54-55
• 4.3.2 几何匹配面的基本概念55
• 4.3.3 单元拓扑搭接的基本类型55-56
• 4.3.4 单元拓扑搭接的基本步骤56-57
• 4.3.5 单元拓扑搭接中的技术实现57-60
• 4.3.6 单元拓扑搭接过程模型60-61
• 4.4 实例分析61-63
• 4.5 本章总结63-65
• 第五章 移植单元的检索技术65-73
• 5.1 引言65
• 5.2 基于描述性语义的移植单元检索技术65-66
• 5.2.1 描述性语义类型65
• 5.2.2 单元检索过程65-66
• 5.3 基于形状和拓扑相似的移植单元检索技术66-70
• 5.3.1 单元几何形状信息和拓扑信息分析66-68
• 5.3.2 模型相似度计算68-69
• 5.3.3 单元检索过程69-70
• 5.4 实例分析70-71
• 5.5 本章总结71-73
• 第六章 基于单元移植的快速变异设计系统的开发73-87
• 6.1 引言73
• 6.2 设计系统的开发平台和运行平台73-74
• 6.3 设计系统介绍74-78
• 6.3.1 系统主界面74
• 6.3.2 系统体系结构74-78
• 6.4 实例验证78-85
• 6.5 本章总结85-87
• 第七章 结论与展望87-91
• 7.1 研究工作总结87-88
• 7.2 论文创新点88
• 7.3 展望88-91
• 参考文献91-95
• 致谢95-97
• 附录97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐曙斌;王仲奇;耿其亚;康永刚;;支持变型设计的产品结构模型研究[J];航空制造技术;2009年07期

2 孙正兴，丁秋林，余晶，洪涛;基于特征的零件信息模型研究[J];计算机辅助设计与制造;1995年07期

3 王书亭;吴义忠;蒋占四;;支持动态变型设计的多领域系统知识建模与推理求解[J];计算机辅助设计与图形学学报;2010年01期

4 张树有,谭建荣,陆国栋;可重用设计信息的产品设计与进化[J];计算机集成制造系统-CIMS;2000年03期

5 鲁玉军,余军合,祁国宁,吴扬东;基于事物特性表的产品变型设计[J];计算机集成制造系统-CIMS;2003年10期

6 赵秀燕;赵婷婷;张强;陈微微;魏小鹏;;基于反向传播神经网络的变型设计变异点快速定位[J];计算机集成制造系统;2009年08期

7 邹纯稳;张树有;裘乐淼;;面向结构移植变异设计的零件可变异模型与再生技术[J];计算机集成制造系统;2009年11期

8 光耀;张树有;裘乐淼;;基于设计结构矩阵的产品变异设计约束重建[J];计算机集成制造系统;2010年09期

9 李勇;吴庆鸣;;基于集成模型的产品快速设计系统研究[J];机械设计;2008年12期

10 王玉,邢渊,阮雪榆;机械产品设计重用策略研究[J];机械工程学报;2002年05期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 邹纯稳;基于结构移植的零件变异设计若干关键技术研究及应用[D];浙江大学;2010年

2 徐敬华;面向变异设计的移植单元检索与融合过程进化技术[D];浙江大学;2009年

  本文关键词：基于单元移植技术的快速变异设计方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：367253