cw200k型客车转向架模型设计以及仿真【含三维SW及工程图CAD图纸】
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机电工程学院本科毕业设计外文翻译外文的中文题目The title of foreign language注:此处为外文的中文题目(宋体、二号、字体加粗),外文原题目(Times New Roman 三号、字体加粗)。阅后删除此文本框。注:此处按照实际情况填写即可,打印(宋体、小四)阅后删除此文本框。学部(学院): 专 业: 学 生 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 完 成 日 期: 兰州交通大学Lanzhou Jiaotong University 外文翻译要求:1毕业设计(论文)外文翻译的译文不得少于5千汉字。2译文内容必须与题目(或专业内容)有关,且正式出版日期为近5年内的外文期刊。3外文原文、译文应用标准A4纸单面打字成文。4译文的基本格式与外文格式相同,页边距:上3.5cm,下2.5cm,左2.5cm、右2.5cm;页眉:2.5cm,页眉:译文的中文题目,页脚:2cm。文中标题为宋体,小四号,字体加粗。5外文翻译装订顺序:封面、外文原文、中文译文。翻译外文的中文题目翻译外文的中文题目(宋体、三号、加粗)author(外文,不翻译,小三)工作单位(中文,宋体、四号)摘要:(原文中如果无摘要,此内容不写)要求忠于原文,语意流畅。关键词: (黑体、小四)(此处空一行)每段落首行缩进2个汉字;或者手动设置成每段落首行缩进2个汉字,字体:宋体,字号:小四,行距:多倍行距 1.25,间距:段前、段后均为0行,取消网格对齐选项。原文中的图、表等名称必须翻译。图、表、公式如果不加入到译文中,则必须在相应位置空一行。标出图名、表名或公式编号。参考文献:(参考文献内容不翻译,翻译到此为止,此行不省略)1兰州交通大学毕业设计(论文)学生自查表(中期教学检查用)学生姓名 专业班级指导教师姓 名职 称课题名称个人精力实际投入日平均工作时间周平均工作时间迄今缺席天数出勤率%指导教师每周指导次数每周指导时间(小时)备注毕业设计(论文)工作进度(完成)内容及比重已完成主要内容%待完成主要内容%存在问题 指导教师签字: 年 月 日兰州交通大学毕业设计(论文)任务书课题客车转向架仿真设计姓名赵 毅专业车辆工程班级动车组11设计任务 首先,参照兰州铁路局配属铁路转向架的特点,设计一种适合我国线路特点的车辆转向架,然后,以计算机辅助设计(CAD)为基础, 通过三维动态实体仿真设计,得到车辆转向架主要零部件的三维立体模型,并完成主要零件的工艺分析。重点研究以下内容:1. 掌握转向架结构设计方法;2. 熟悉三维实体仿真设计在铁路机车车辆产品的开发中的应用;3. 掌握转向架零件的实体造型方法和虚拟装配方法;4. 掌握转向架零件的工艺分析方法。基本参数:1. 轨距:1435 mm2. 最高速度:200km/h 3. 轴重:16 t设计要求1. 检索相关文献15篇以上,其中外文文献2篇以上。写出开题报告,翻译外文文献5000个字符以上;2. 完成转向架结构设计;3. 完成转向架主要承载件的建模与虚拟装配;4. 编制车轮、车轴和轮对工艺卡片;5. 按设计任务书的要求,编写设计说明书(字数在1.5万字以上);6. 绘制转向架总图1张,轮对装配图1张,主要零件图2-3张。指导教师签字系主任签字主管院长 签章 兰州交通大学毕业设计(论文)开题报告表课题名称客车转向架仿真设计课题来源老师提供课题类型AX导 师商跃进学生姓名赵毅学 号201104209专 业车辆工程1. 调研资料准备根据本科阶段所学过的课程以及通过相关专业数据库查询:1)维普中文科技期刊数据库、2)读秀学术数据库、3)清华同方(CNKI)数据库、4)美国机械工程协会数据库、5)爱思唯尔(Elsevier)数据库 、6)爱迪科森网上报告厅数据库、9) Science Direct数据库、10)百链云数据库。共查到书籍2本,期刊论文15篇,学术会议论文2篇,专利文献6篇,博硕士论文6篇。总计31篇(具体文献见附录)。2. 设计目的与要求国产客运机车转向架是国内客运列车研究的热点问题,我国既有铁路运用的25K、25T型客车主型转向架有十余种,有209P、206P、209HS、SW-160、CW-1、CW-1、CW-200K、SW-220K、AM96、CL242-K(CL242),型号较多,发展历程较长,随着不断的运用,各转向架的结构设计方面发生了一定的改变,在后续方面对转向架的局部方面进行了优化。目前诸多型号转向架已经较为成熟,在各线路及路局已大批量运用。当前高速铁路在我国正大力发展,但是针对于我国眼下的铁路发展现状,以及西北独特的地理环境,短期之内,高速铁路动车组很难在西北推广开来。由于本人将来到兰州车辆段工作,工作环境上对与动车组的接触较为匮乏,更多的接触普通快速列车转向架,所以为了毕业之后参加工作更加快速的融入工作。该课题很大程度上可以为以后的工作打下基础,而且如果理解和工作到位定会做到触类旁通、举一反三,所以该课题在一定程度上还是具有其研究的价值。本次毕业设计,首先,在参照兰州铁路局配属现有铁路转向架的数量情况,设计一种适合西北独特环境线路特点的车辆转向架,然后,以计算机辅助设计(CAD)为基础, 通过三维动态实体仿真设计,得到车辆转向架主要零部件的三维立体模型,并完成主要零件的工艺分析。重点掌握转向架结构设计方法;熟悉三维实体仿真设计在铁路机车车辆产品的开发中的应用;掌握转向架零件的实体造型方法和虚拟装配方法以及转向架零件的工艺分析方法。3. 设计的思路及预期成果1) 广泛收集国产客运机车主要转向架的型号和设计图纸,通过图纸的收集情况,综合考虑兰州铁路局配属主要车型转向架,确定转向架型号的选取。2) 根据已经掌握的看图识图能力,查看图纸,初步确定图纸各部件的尺寸和个零件的主要装配关系,确定零件造型和装配的先后顺序。3) 运用solidworks软件,对转向架的各部分零件进行造型。4) 按照图纸中各零件的相互关系对其进行虚拟装配,并对各零件的尺寸进行相关调整。5) 生成转向架总图1张(A0),轮对结构图1张(A3),构架结构图1张(A3),轴箱悬挂装置结构图1张(A3)。4. 进度安排第一阶段(12周) 收集资料, 根据参考文献和课题要求,撰写开题报告,着手外文文献翻译;第二阶段(34周) 完成外文文献翻译,分析图纸,识图、看图,完成简单零件的造型;第三阶段(56周) 进行转向架零件造型,撰写中期检查报告;第四阶段(79周) 完成所有零件的造型,行进虚拟装配,完成工艺分析; 第五阶段(1011周)绘制相关图纸,编写论文大纲,撰写毕业论文初稿;第六阶段( 12周)整理设计资料,完成毕业论文;第七阶段( 13周)编写答辩提纲,制作答辩ppt,进行毕业答辩。5. 完成论文所具备的条件与因素1) 具备基本的车辆专业知识及较强的识图、计算机绘图能力;2) 搜集一套现在线路上大批量运用的客车转向架图纸;3) 拥有并掌握一套三维建模软件(如:inventor、Preo/E、CATIA、solidworks)及分析软件;4) 有固定的设计指导场所,可以和老师、同学进行交流;指 导教 师意 见签名: 年 月 日课题类型和性质:(1)A工程设计;B技术开发;C软件工程;D理论研究; (2)X真实课题;Y模拟课题;Z虚拟课题 (1)、(2)均要填,如AY、BX等。附:参考文献1)期刊论文:1 张红军,陈喜红,孙永鹏,罗赟,钟文生.我国200 km/h速度等级高速客运机车转向架平台设计分析J.铁道学报,2007,(第4期)2 陈琦,张森.HXD1D型大功率交流传动快速客运机车转向架组装工艺简介J.中国机械,2014,(第22期)3 葛来薰.准高速机车架悬式转向架设计制造和试验(上)J.内燃机车,1998,(第3期)4 邓小军.I-DEAS软件在我厂高速转向架开发中的应用J.资厂科技,2000,(第1期)5 黄勇明.SS8型电力机车转向架牵引装置初探J.电力机车与城轨车辆,1991,(第4期)6 李传龙,曲天威,高震天,王耀超.HXD3D型交流传动快速客运电力机车转向架J.铁道机车车辆,2014,(第3期)7 王勇,曾京,吕可维. 三大件转向架货车动力学建模与仿真J. 交通运输工程学报,2003,04:30-34.8 罗赟,陈国胜,张红军,钟文生,张开林. HXD1型电力机车转向架设计的探讨J. 机车电传动,2009,03:8-10.9 金燕,兆文忠,梁树林,马思群,王文华. 动车组转向架虚拟仿真系统设计与实现J. 微型机与应用,2012,08:6-9+12.10 赵善渊,封全保. 高速转向架设计原理J. 机车电传动,1995,04:19-23.11 J. Edlund,E. Keramati,M. Servin. A long-tracked bogie design for forestry machines on soft and rough terrainJ. Journal of Terramechanics,2013,50212 Jangyong Lee,Soonhung Han.Knowledge-based configuration design of a train bogieJ.Journal of Mechanical Science and Technology.2010(No.12).13 J L Koffman.Vibrational aspects of bogie designJ.ARCHIVE: Journal of the Institution of Locomotive Engineers.1957.14 Jury Koffman.Some aspects of carriage bogie designJ.ARCHIVE: Journal of the Institution of Locomotive Engineers.1946.15 Jinping Hou,George Jeronimidis.A novel bogie design made of glass fibre reinforced plasticJ.Materials & Design.2012.2)学术会议论文:1 孟宏. 高性能机车转向架的研发A. 中国土木工程学会.科技,工程与经济社会协调发展中国科协第五届青年学术年会论文集C.中国土木工程学会,2004.2.2 曲天威,王惠玉,芮斌,郑长国. HX_N3型机车转向架的设计开发理念A. 中国铁道学会牵引动力委员会.中国铁道学会牵引动力委员会机车动力学及强度学组2008年学术年会大功率交流传动机车/动车组总体,车体及转向架关键技术研讨会论文集C.中国铁道学会牵引动力委员会,2008.5.3)专利文献:1 傅成骏,陈喜红,周建斌,张红军,陈清明,钟源,舒方鹏. 机车转向架径向机构P. 湖南:CN101850776A,2010-10-06.2 陈喜红,张红军,周建斌,朱向阳,李含林,李云召,伍玉刚,刘晖霞,段华东,李正光,孙营超,蒲全卫,周新鹏. 一种机车三轴径向转向架P. 湖南:CN103723157A,2014-04-16.3 李涛.一种八轴电力机车转向架二系横向止挡装置P.广东:CN203580971U,2014-05-074 张红军,钟文生,张开林,姚远.四轴机车转向架P. 四川:CN202368590U,2012-08-08.5 计强,张红军,王刚强,谢青. B0+B0轴式机车转向架P. 四川:CN102756739A,2012-10-31.6 杨勇军,汤琴琴. 新型轴箱拉杆转向架P. 江苏:CN201737002U,2011-02-09.4)博硕士论文:1 朱文良.高速列车转向架动态仿真与强度分析系统数据库研究D.西南交通大学,2008.2 李球.高速列车转向架焊接质量分析及控制方法研究D.大连交通大学,2008.3 廖永亮.铰接式转向架构架疲劳寿命研究D.西南交通大学,2009.4 樊令举.高速动车组转向架动力学性能仿真分析与对比D.大连交通大学,2008.5 刘志恒.C_0-C_0轴式200km/h高速机车转向架方案预研究D.西南交通大学,2005.6 范才河.高速机车用铝合金传动空心轴的制备工艺、机理及性能研究D.湖南大学,2011.5)书籍:1 楚永萍,王兴华.铁路客车转向架图集CW-200K型转向架M.中国铁道出版社.2013.11.2 商跃进.动车组车辆构造与设计M.成都:西南交通大学出版社,2010. 毕业设计(论文)学生自查表(中期教学检查用)学生姓名 专业车辆工程班级 指导教师姓 名 职 称教授课题名称客车转向架仿真设计个人精力实际投入日平均工作时间7h周平均工作时间35h迄今缺席天数0出勤率%100%指导教师每周指导次数2次每周指导时间(小时)4h备注每周固定见面两次,每次2小时,其余时间随时单独见面,QQ全天在线答疑。毕业设计(论文)工作进度(完成)内容及比重已完成主要内容%待完成主要内容%1. 开题报告、外文翻译(6727字符)已经完成;2. 轮对的三维建模以及装配;3. 轴箱悬挂装置三维建模及装配;4. 构架的三维建模及装配。5. 中央悬挂装置三维建模及装配6. 轴箱、构架、中央悬挂、轮对的总装配551. 基础制动装置的三维建模及装配2. 车轮、车轴、轮对的工艺分析;3. 毕业论文的撰写;4. 答辩提纲的编写;5. 所有图纸的生成。45存在问题1. 转向架图纸不全,图纸尺寸缺失;2. 对于solidworks软件不熟练,部分命令不会使用;3. 草图绘制过程中,线条约束欠定义或者过定义;4. 外文翻译部分专业术语翻译不准确;5. 开题报告中进度安排中零部件建模顺序的安排缺乏合理性。 指导教师签字: 年 月 日毕业设计(论文)任务书课题客车转向架仿真设计姓名 专业车辆工程班级设计任务 首先,参照兰州铁路局配属铁路转向架的特点,设计一种适合我国线路特点的车辆转向架,然后,以计算机辅助设计(CAD)为基础, 通过三维动态实体仿真设计,得到车辆转向架主要零部件的三维立体模型,并完成主要零件的工艺分析。重点研究以下内容:1. 掌握转向架结构设计方法;2. 熟悉三维实体仿真设计在铁路机车车辆产品的开发中的应用;3. 掌握转向架零件的实体造型方法和虚拟装配方法;4. 掌握转向架零件的工艺分析方法。基本参数:1. 轨距:1435 mm2. 最高速度:200km/h 3. 轴重:16 t设计要求1. 检索相关文献15篇以上,其中外文文献2篇以上。写出开题报告,翻译外文文献5000个字符以上;2. 完成转向架结构设计;3. 完成转向架主要承载件的建模与虚拟装配;4. 编制车轮、车轴和轮对工艺卡片;5. 按设计任务书的要求,编写设计说明书(字数在1.5万字以上);6. 绘制转向架总图1张,轮对装配图1张,主要零件图2-3张。指导教师签字系主任签字主管院长 签章 毕业设计(论文)开题报告表课题名称客车转向架仿真设计课题来源自选课题课题类型导 师学生姓名学 号专 业车辆工程1. 调研资料准备根据本科阶段所学过的课程以及通过相关专业数据库查询:1)维普中文科技期刊数据库、2)读秀学术数据库、3)清华同方(CNKI)数据库、4)美国机械工程协会数据库、5) Science Direct数据库、6)百链云数据库、7)兰州交通大学图书馆。共7种检索方式.共查到书籍5本,期刊论文11篇,学术会议论文2篇,博硕士论文5篇。总计23篇(具体文献见附录)。2. 设计目的与要求国产客运机车转向架是国内客运列车研究的热点问题,我国既有铁路运用的25K、25T型客车主型转向架有十余种,有209P、206P、209HS、SW-160、CW-1、CW-2、CW-200K、SW-220K、AM96、CL242-K(CL242),型号较多,发展历程较长,随着不断的运用,各转向架的结构设计方面发生了一定的改变,在后续方面对转向架的局部方面进行了优化。目前诸多型号转向架已经较为成熟,在各线路及路局已大批量运用1。虽然国内外在客车转向架在构架、轴箱定位、车体承载方式上各不相同,但其发展的方向都是轻量化、高速、舒适,提高转向架性能10。由于本人毕业之后将到兰州车辆段工作,主要工作内容为车辆检修工艺4,所以为了毕业之后更加快速的融入工作。该课题很大程度上可以了解转向架的制造工艺7、材料选取及轻量化设计原则8,掌握虚拟装配的原则与方法12。所以该课题在一定程度上还是具有其研究的价值。本次毕业设计,首先,在参照兰州铁路局配属现有铁路转向架的数量情况,设计一种适合西北独特环境线路特点的车辆转向架,然后,以计算机辅助设计(CAD)为基础, 通过solidworks5三维动态实体仿真设计,得到车辆转向架主要零部件的三维立体模型,并完成主要零件的工艺分析。重点掌握转向架结构设计方法;熟悉三维实体仿真设计在铁路机车车辆产品的开发中的应用;掌握转向架零件的实体造型方法和虚拟装配方法以及转向架零件的工艺分析方法。3. 设计的思路及预期成果1) 广泛收集国产客运机车主要转向架的型号和设计图纸,通过图纸的收集情况,综合考虑兰州铁路局配属主要车型转向架,初步确定转向架型号为CW-200K型;2) 查看图纸,对构架、轮对、轴箱悬挂装置、基础制动装置进行工艺分析;3) 确定各零件的尺寸,分析零件造型和装配的先后顺序以及各零部件的主要装配关系;4) 运用solidworks2013软件,对转向架的各零部件进行造型;5) 按照图纸中各零件的相互关系对其进行虚拟装配,并对各零件的尺寸进行相关调整;6) 生成相关图纸;4. 进度安排第一阶段( 1 2周) 收集资料, 根据参考文献、课题要求、设计任务书,撰写开题报告,着手外文文献翻译;第二阶段( 3 4周) 完成外文文献翻译,完成轮对工艺分析及造型,弹簧、螺栓螺母各标准件零件的造型,并绘制轮对结构图1张(A3);第三阶段( 5 6周) 进行构架的工艺分析,完成构架及垂向、横向、纵向、抗蛇行减振器的造型,绘制构架结构图1张(A3),撰写中期检查报告;第四阶段( 7 9周) 完成其余零件的工艺分析及造型,绘制轴箱悬挂装置结构图1张(A3),完成转向架虚拟装配; 第五阶段(1011周) 绘制转向架总图1张(A0),编写论文大纲,撰写毕业论文初稿;第六阶段( 12周) 打印所有图纸,整理设计资料,完成毕业论文;第七阶段( 13周) 编写答辩提纲,制作答辩ppt,进行毕业答辩。5. 完成论文所具备的条件与因素1) 具备基本的车辆专业知识及较强的识图、计算机绘图(AUTO CAD)能力;2) 搜集一套现在线路上大批量运用的客车转向架图纸;3) 拥有并掌握三维建模软件solidworks2013及自带simulation模块;4) 有固定的设计指导场所(固定教室),用于所有人员直接交流的网络平台(QQ群),可以和老师、同学进行交流;指 导教 师意 见签名: 年 月 日课题类型和性质:(1)A工程设计;B技术开发;C软件工程;D理论研究; (2)X真实课题;Y模拟课题;Z虚拟课题 (1)、(2)均要填,如AY、BX等。附:参考文献1)、书籍1 楚永萍,王兴华.铁路客车转向架图集CW-200K型转向架M.中国铁道出版社.2013.11.2 商跃进.动车组车辆构造与设计M.成都:西南交通大学出版社,2010.3 宋勇增.动车组制造工艺M.北京:中国铁道出版社,2007.4 刘岩.车辆修造工艺与装备M.北京:中国铁道出版社,2007.5 湛迪强,孔杰.Solidworks 2014快速入门、进阶与精通M.北京:电子工业出版社,2014.2)、期刊6 谢小海. 转向架制造最新工艺J. 铁道机车车辆工人,1998,09:31-32. 7 F.Leuzinger,林宏迪.高速客车转向架的制造工艺J.国外机车车辆工艺,1991,06:11-15. 8 刘仁民. 高速客车车体、转向架轻量结构设计的材料选择和制造工艺问题的探讨J. 铁道车辆,1994,03:4-6+65. 9 杨辉. 高速动车组转向架检修工艺设计原则探讨J. 交通科技,2012,03:71-74.10 傅小日,李金森,程冰,赵家舵,黄振飞. 我国铁路客车转向架技术发展概述(待续)J. 铁道车辆,2005,08:1-9+1. 11 杨树森,李钊.我国铁路客车转向架现状及发展趋势J.郑州铁路职业技术学院学报,2009,03:15-17.12 米小珍,肖海涛,孙屹博. 基于Virtools的动车组转向架虚拟装配研究J. 机械制造,2013,08:62-64.13 A. W. Manser ,B.Sc. (Eng.), Member*.Modern aids in the design of railway bogiesJ.ARCHIVE: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers.1960.14 Jangyong Lee,Soonhung Han.Knowledge-based configuration design of a train bogieJ.Journal of Mechanical Science and Technology.2010(No.12).15 Jinping Hou,George Jeronimidis.A novel bogie design made of glass fibre reinforced plasticJ.Materials & Design.2012.3)、会议论文16 孟宏. 高性能机车转向架的研发A. 中国土木工程学会.科技,工程与经济社会协调发展中国科协第五届青年学术年会论文集C.中国土木工程学会,2004.2.17 曲天威,王惠玉,芮斌,郑长国. HX_N3型机车转向架的设计开发理念A. 中国铁道学会牵引动力委员会.中国铁道学会牵引动力委员会机车动力学及强度学组2008年学术年会大功率交流传动机车/动车组总体,车体及转向架关键技术研讨会论文集C.中国铁道学会牵引动力委员会,2008.5.4)、博硕士论文18 苍松. 动车组转向架虚拟装配技术的研究与应用D.大连交通大学,2010.19 李鹏程. 基于AWE的动车工艺转向架结构分析与优化设计研究D.武汉科技大学,2011. 20 常先伟. 三维CAD/CAE软件环境下机械产品可靠性分析与设计D.中南大学,2013. 21 范建民. 机车转向架生产线工艺布局评价与优化研究D.大连交通大学,2013.22 任立东.CW-200型转向架工艺优化研究D.北京交通大学.2007.23 董恒.CW-200K型转向架检修D.北京交通大学.2007世界最新机械设计理念来源:中国科技期刊摘要:根据目前国内外设计学者进行机械产品设计时的主要思维特点,将产品方案的设计方法概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智能。这几种方法的特点及其相互间的有机联系,提出产品方案设计计算机实现的努力方向。关键词:机械产品方案设计方法发展趋势设计文件是将语义设计网作为设计工具,在其开发的活性语义设计网ASK中,采用结点和线条组成的网络描述设计,结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等),线条用以调整和定义结点间不同的语义关系,由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型,使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达,实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。系统化设计方法系统化设计方法的主要特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统,每个设计要素具有独立性,各个要素间存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现设计系统所需完成的任务。系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出,他们以系统理论为基础,制订了设计的一般模式,倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上,制订出标准VDI2221技术系统和产品的开发设计方法。1. 将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础,从产品开发的宏观过程出发,利用质量功能布置方法,系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。2. 将产品看作有机体层次上的生命系统,并借助于生命系统理论,把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求,形成产品功能系统结构。3. 将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题:一是把要设计的产品作为一个系统处理,最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系;二是将产品设计过程看成一个系统,根据设计目标,正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同,进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。4. 设计元素法用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”,认为一个产品的五个设计元素值确定之后,产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。5. 图形建模法研制的“设计分析和引导系统”KALEIT,用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息,实现了系统结构、功能关系的图形化建模,以及功能层之间的联接。将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面,利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点,将设计方法解与信息技术进行集成,实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。6. “构思”“设计”法将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。将方案的“构思”具体描述为:根据合适的功能结构,寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现,并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”,“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图,先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”,再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置,得到结构示意图。Roper,H.利用图论理论,借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念,以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图,把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述,形成了有效地应用现有知识的方法,并将其应用于“构思”和“设计”阶段。7. 键合图法将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型,并借用键合图表达元件的功能解,希望将基于功能的模型与键合图结合,实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换,寻求由键合图产生多个设计方案的方法。提倡在产品功能分析的基础上,将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构,通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件,甚至是一个系统。本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部),并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化,具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术,将变形设计与组合设计相结合,根据分级模块化原理,将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级,并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块,再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。以设计为目录作为选择变异机械结构的工具,提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排,形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息,非常有利于设计工程师选择解元素。网络技术的蓬勃发展,异地协同设计与制造,以及从用户对产品的功能需求设计加工装配成品这一并行工程的实现成为可能。但是,达到这些目标的重要前提条件之一,就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此,不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中,虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案设计中初露锋芒。目前,德国等发达国家正着力于研究超媒体技术、产品数据交换标准STEP,以及标准虚拟现实造型语言上基于虚拟环境的标准交换格式)在产品设计中的应用。机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进,由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚,目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。作者认为,综合运用文中四种类型设计方法是达到这一目标有效途径。虽然这些方法的综合运用涉及的领域较多,不仅与机械设计的领域知识有关,而且还涉及到系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识,但仍然是产品方案设计必须努力的方向。国外在这方面的研究已初见成效,我国设计学者也已意识到CAD技术与国际交流合作的重要性,及其应当采取的措施。基于产品特征知识设计方法的主要特点是:用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验,建立相应的知识库及推理机,再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征,以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策,完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计,必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此,国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作,采用的方法可归纳为下述几种。The worlds Latest Mechanical Design Conceptssource:China Science and Technology JournalAbstract:According to scholars at home and abroad to carry out mechanicaldesign product design features of the main ideas,product design method of theprogramsummarizedassystematic,modularstructure,basedonproductcharacteristics of knowledge and wisdom.The characteristics of these methods andtheir organic connection between them and put forward to achieve the computerproduct design direction.Key words:Mechanical Product Design MethodDevelopment Trends Design documents will be Semantic Web as a design tool inthe design of its Semantic Web activity of the development of ASK,using nodes andlines to describe the design a network,nodes that components of the cell(such asdesign tasks,functions,components or processing equipment,etc.),used to adjust thelines and definitions between nodes of different semantic relations,thus the designprocess all the activities and results of pre-built models so that the definition of theearly design requirements to the specific description of each structure can be definedby the relationship between the expression,achieved a computer-aided design process,the leap from the abstract to the concrete.Asystematic design methodThe main features of a systematic design method are:the design as designed by anumber of elements of a system,the independence of each design elements,eachelement of an organic link between the existence of,and is layered,with all the designelements,you can design systems to achieve the required task.Systematic design idea in the 70s by the German scholar Professor Pahl andBeitz,the system based on the theory they developed a general pattern of the design,advocacy design work should have organized.German Engineers Association,on thebasis of this design concept to develop a standard VDI2221 technology systems andproduct development design methods.1.The user needs functional characteristics as a product concept,structuredesign and part design,process planning,job control,etc.based on the macro fromthe product development process of starting the use of quality function deploymentmethod and system to user demand information reasonably and efficiently convertedto the various stages of product development,technical goals and operational controlprocedures method.2.The level of the product life of the organism as a system,and means ofliving systems theory,the product design process can be divided into successfulhierarchy of needs to achieve the functional requirements of the conceptual level andproduct level of the specific design.At the same time life-support systems used toexpress the abstract icons of the product functional requirements,system structureformation of product features.3.The mechanical design of the application of systems science into two basicquestions:First,to be designed as a system dealing with the products,the best way todetermine its component parts(modules)and their mutual relations1;is the productdesign process as a system,according to design objectives,a correct and reasonablydetermine the various aspects of the design work and various design stage.Because each designers point of research questions and to consider the questionof emphasis,to design a specific research methods used is also different.Here aresome representative of the systematic design methods.4.Design Element MethodWith the five design elements(functions,effects,effects vector,shape,elements,and surface parameters)describe the product solutions that a product to determinethe value of the five design elements,the product of all the features and characteristicsof the value of i.e.determined.Scholars in China have adopted similar methodsdesigned to describe the products original understanding.5.Graphic modeling methodAnd developed a design analysis and guidance systems KALEIT,with thelevel of clear graphic description of a products functional structure and its associatedabstract information,to the system structure and function relationship of graphicalmodeling,and functional connection between the layers 2.Assistance will be designed to be divided into two aspects of methodology andexchange of information using the Nijssen Information Analysis Method can be usedgraphic symbols,with a rich semantic model structure,can be described as integrationconditions,can be divided into types of constraints can be achieved in relationsbetween any combination of characteristics,the design method to solve integrationand information technology to realize the design process of information betweendifferent abstraction layers between the graphical modeling.6.Concept-Design methodProducts design is divided into concept and design in two stages.Conceptphase of the task is to find,choose and mix to meet the requirements of the originalunderstanding of design tasks.Design stage of work is a concrete realization of theoriginal understanding of the conceptual stage.Of the programs idea of specific described as:In accordance with theappropriate functional structure,seeking to meet the design requirements of theoriginal understanding of the task.The functional structure of the sub-function isperformed by the structural elements to achieve,and structural elements of thephysical connection between the definition of a feature vector,feature vector andstructural elements further the interaction between the formation of the functionaldiagram(mechanical diagram).The program design is based on functional diagram,the first qualitative description of all of the feature vector and structural elements,and then quantitatively describe all the structural elements and the connection parts(feature vectors),the shape and location to be structure diagram3.Roper,H.usinggraph theory,by means of which he defines as the total design unit(GE),structuralelements(KE),functional structural elements(FKE),connect structural elements(VKE),Structural Parts(KT),structure element part(KET)concepts,as well asdescribe the structure element size,location,and transmission parameters of theinteractions between a number of kinds of schematics,the intuitive designprofessionals have done a formal design method a description of the formation of aneffective application of existing knowledge,methods,and applied to ideas anddesign stage.7.Bond Graph MethodFunction of the composition of system components will be divided into produceenergy,consumed energy,changing energy forms,such as various types of energytransfer,and to use bond graphs to express the function component solution,hoping tofunction-based model and bond graph combine to achieve functional structure theautomatic generation and functional structure with the bond graph automaticconversion between the search for bond graph generated by a number of designmethods.To promote the product on the basis of functional analysis,the product has somefeatures broken down into one or several modular basic structure,by selection andcombination of the basic structure of these modular form into different products.These basic structures can be parts,components,or even a system.The structure should have a standardized interface(connection and co-operationdepartment),andisserialized,universal,integrated,hierarchical,agile,economic-oriented,with interchangeability,compatibility and relevance.Chinascombination of software component technology and CAD technology,variant designcombined with the modular design,according to modular principle of classification,will be divided into descending Machining Center Machine Tool product level,component level,component level and component level,and use expert knowledgeand CAD technology to combine them into different species,different specificationsof functional blocks,and then by the combination of these functions into differentmodules of the overall program processing center.To design a directory as an alternative variation of the mechanical structure ofthe tool,the solution proposed by the design elements of a complete,structured layout,the formation of the solution set design catalogs.And in the solution set designed tocomment on each one listed in the directory solution additional information,is verybeneficial to design engineers select solution elements.The vigorous development of network technology,collaborative design andmanufacturing,as well as the product from the users functional requirements design processing assembly finished product of this realization of concurrentengineering possible.However,an important prerequisite to achieve these goals oneof the conditions is to realize the effect of product design three-dimensionalvisualization.To this end,three-dimensional graphics software,more and moreintelligent design software programs used in the product design,virtual realitytechnology and multimedia,hypermedia tools for product design is also its first debut.At present,Germany and other developed countries are focused on researchhypermedia technology,product data exchange standard STEP,as well as standardvirtual reality modeling language based on a standard exchange format for virtualenvironments)in the product design applications.Mechanical product design is moving in computer-aided realization of intelligentdesign and to meet the needs of distributed collaborative design and manufacture ofdirection,due to the computer product design Study on the implementation startedlate,not yet mature,to achieve the above objectives program design tools4.Authorbelieves that the integrated use of paper,four types of design method is an effectiveway to achieve this goal.Although the integrated use of these methods are moreinvolved in the field,not only with the mechanical design of the field-relatedknowledge,but also to the systems engineering theory,artificial intelligence theory,computer hardware and software engineering,network technology areas such asdomain knowledge,it is still product design must be working for.Abroad in researchin this area has achieved initial success,our scholars have been aware of CAD designtechnology and the importance of international exchange and cooperation,and itsmeasures to be taken.Feature-based design methodology of knowledge The main features are:using acomputer can identify the language to describe the characteristics of the product andits design experts in the field of knowledge and experience to establish the appropriateknowledge base and inference engine,re-use of stored domain knowledge and theestablishment of the inference mechanism to bring computer-aided product design.The mechanical system design is mainly based on the characteristics of a product,and design experts in the field of knowledge and experience to push volume anddecision-making,the completion of body type,the number of synthesis.To achievethis stage of computer-aided design,must study the automatic acquisition ofknowledge,expression,integration,coordination,management and use.To this end,the design and scholars at home and abroad program for the mechanical systemdesign knowledge of the automated processing done a lot of research work,theapproach can be summarized into the following several.
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