论文多平台产品快速设计方法应用技术是关于本文可作为相关专业设计论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文室内设计80%的人会转行论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
摘 要：针对复杂机械产品快速设计过程中流程无驱动、数据无载体等问题,提出了基于一致性产品信息模型和全设计流程理论的多平台产品快速设计新方法.基于骨架模型的Top-Down参数化建模原理,详细阐述包括规范计算、分析优化、参数化模型驱动及设计数据存储在内的多平台软件无缝集成技术以及数据模型规划方法.构建了产品快速设计平台软件架构.最后运用该方法构建了塔式起重机快速优化设计平台,完成了某塔机设计实例.实例表明,该塔机的研发周期大幅缩短,轻量化效果明显,验证了本文提出的多平台产品快速设计方法和技术的先进性和实用性.
关键词：快速设计方法；参数化模型；优化设计；软件集成技术；塔式起重机
中图分类号：TH122文献标识码：A
文章编号：1674-2974（2016）02-0048-08
21世纪市场需求多样化、个性化和快速变化的特点使得产品投放市场的时间及质量日益成为赢得客户的关键因素,有力地促进了以缩短开发周期、提高设计质量为特色的产品快速设计技术发展[1].因此,适应市场需求,采用有效的快速设计方法,构建集成化的产品快速设计平台,对于提升企业市场竞争力具有重要意义.
近年来,产品快速设计方法和软件技术的研究取得了明显进展.如陈永亮等[2]提出了模块化的机械产品快速设计体系结构,侧重于设计过程分析,对设计数据的完备性及数据共享问题则较少讨论；Liu等[3]研究用建立信息本体模型（Ontology Model）的方法解决机械产品设计过程中复杂的数据表述和存储问题,理论意义明显,实用技术需要进一步完善；Penoyer等[4]提出了一种基于知识工程（KBE）的产品快速设计理论,在对产品研发提供良好设计规则支持的同时,构建知识库的要求也就更高；刘子建等[5-6]提出用多层多体方式构建产品统一信息模型,并用包含语义、数据、时序和行为四元素的全设计流程理论驱动设计流程.然而,上述研究较少涉及和产品快速设计密切相关的流程驱动方法、以产品模型为载体的数据快速处理技术的具体实现方法,致使用于产品研发实际的CAx多软件平台快速集成方法仍然没有形成完善的方案,企业中信息化单元技术和设计人才相对丰富,却无法形成高效实用的快速设计能力的现象依旧十分普遍,制约了企业核心竞争力的提升.
本文基于文献[5-6]提出的产品全设计流程理论,针对全设计流程的语义、数据、时序、行为四大要素,以及一致性产品信息建模的原理,结合机械产品设计的基本流程（规范计算→结构设计→优化分析→三维建模→工程图设计） [7],讨论了CAx多平台环境下一致性产品参数化快速建模方法、模型规划和数据传递技术、软件架构和平台集成技术,并以塔式起重机快速优化设计平台为实例,验证了基于统一信息建模和全设计流程原理构建产品多平台快速设计方法的可行性.
1基于多平台的产品快速设计方法
基于多平台的产品快速设计方法是借助于现代设计方法、CAx和数据库等先进信息技术,以产品一致性结构参数化模型为信息载体,以全设计流程为驱动机制,以缩短产品开发周期为目的的新型多平台集成设计方法.
1.1参数化建模和结构设计
基于商用CAD/CAM软件系统的参数化设计技术主要有3种实现途径,其一是通过编程语言建立设计对象的数学模型；其二是利用系统提供的特征设计表达式驱动结构建模；其三是使用骨架模型（Pro/E）等技术实现产品的Top-Down参数化设计建模.骨架模型可较好地支持设计流程和传递设计数据,便于维持结构信息模型的一致性.
基于骨架模型的Top-Down参数化建模的关键在于设计对象的模块化分解及设计参数的层次化定义,即由产品到部件到零件再到特征逐层分解设计对象,分级建立骨架模型,再从顶部骨架模型传递数据给底部零件模型,从而保证设计数据的一致性.用Pro/E等软件系统实现上述过程的主要步骤包括：定义产品各层级的骨架参数—建立描述产品整体性能和部件性能的约束条件—构建部件、零件的各类基准—确定零部件结构定形和定位尺寸的关系—选择Sweep或CSG等方法生成三维模型.上述每一步骤均可根据需要设置参数,并通过骨架关系和几何发布等功能在各层级模型间传递和共享数据.
遵循Top-Down思想的参数化建模最终生成的是具备柔性特征的一族模型,用户可以通过变更参数来修改设计意图.参数化模型使得产品在设计初期（此时,零部件的形状尺寸均具有一定模糊性）即可规划零部件之间的位置关系及形状特征,根据设计流程的推进,通过控制参数快速有效地完成尺寸、基准等设计要素的修改,以几乎是全自动的形式完成三维模型的生成,和此同时还能够保持设计数据的一致性.显然,Top-Down参数化设计建模方法具有传统设计方法无法比拟的灵活性、高效率,以及设计数据和模型修改的一致性.
1.2多平台软件无缝集成
Top-Down参数化设计建模的意义在于提供了结构设计快速表达方法,形成了设计信息的载体.复杂机械产品要求的性能设计优化、复杂数据计算和管理等,则需要利用模型载体,集成多个软件平台共同完成,因而产品快速设计实现的关键在于多平台软件的高效集成.下面针对图1所示的流程驱动需求,讨论围绕产品研发目标,使用Matlab, Ansys, Pro/E及Access等常用软件系统完成产品规范计算、分析优化、结构建模、数据存储和管理等功能的多平台集成原理,以及接口实现等关键技术,从而将快速设计不可或缺的快速流程驱动、自动计算、参数化优化分析、Top-Down快速建模、设计数据规范管理融为一体,构建高效实用的多平台快速设计方法和软件系统.
1.2.1规范计算
规范计算的主要任务是获取初步正确的产品设计参数,满足工程理论和规范意义上的基本设计要求.不同产品的规范计算必须严格按照对应的技术标准和计算规范进行,如GB/T 3811—2008（《塔式起重机设计规范》）就是工程机械中塔机规范计算的依据之一.
总结:本论文可用于设计论文范文参考下载，设计相关论文写作参考研究。
参考文献：
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