论文题目: 橡胶挤出机智能CAD的技术和方法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 化工过程机械
作者: 赵野军
导师: 吕柏源,程源
关键词: 橡胶挤出机,人工智能,统一模型,三层架构,仿真模拟
文献来源: 北京化工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 传统CAD设计正趋向成熟并进一步向集成化、智能化、网络化的现代CAD方向发展。CAD技术的应用普遍呈现出以开发专用软件来寻求更易用、更经济和更高效的重要特点。对于橡胶挤出机设备的设计这一专业领域,目前还处于设计元素选定理论依据少、依赖专家经验性强、单独的个性化个案设计多、设计周期长和烦琐的常规设计。本文所开发橡胶挤出机设计专用的智能CAD系统(IDRE CAD Intelligent Design Of Rubber Extruder CAD)不同于常规的CAD之处是基于信息共享和智能化处理两个方面,对于进一步提高橡胶挤出机产品设计的效率和质量,降低设计成本,积累橡胶挤出机设计智力财富和设计资源共享具有重要的意义。 目前,国内外关于橡胶挤出机智能设计的研究工作还开展得很少,有部分学者针对系统中的部分内容进行过相关的研究。本文研究的内容为橡胶挤出机内核系统级的智能设计CAX系统。基于“世间万物的变化总存在一个各方面利益都获得均衡考虑的最佳方案”的概念。要获得最佳方案不但可以由我们人类根据大脑中的知识和经验选择,同样,也可以让计算机通过不断学习知识来自动调整和提高判断力,同样能寻找出最佳方案,从而实现智能化,这是本文的出发点。具体研究的主要内容如下: ●拓展了智能化应用 本文通过对智能技术中智能神经网络BP算法的改进,将其应用拓宽到橡胶挤出机设计的两个方面:其一为CAD设计过程的智能化(即在CAD中输入一定条件,获得参数化的设计方案和绘图的结果);其二为所设计的生产机械设备也具有智能化功能(能根据实际生产的环境和条件提供最佳工艺和生产自动控制方式)。 ●建立橡胶挤出机全程的统一模型 通过详细分析橡胶挤出机从设计、模拟仿真、修改、制造到工厂生产的完整过程,建立一个具有智能型的虚拟橡胶挤出机对象。其中对于在橡胶挤出机CAD中尚属首次应用到的技术有:现代新型网络协同CAD设计方法;将原来在软件分析和开发中的面向对象思想和UML工具移植和应用到机械设备的分析和设计过程中;根据特征建模的设计方法设计出面向对象以XML格式存贮智能型知识库,改进
论文目录:
原创性声明
学位数据集
中文摘要
ABSTRACT
目录
缩略词表
第一章 绪言
1.1 机械CAD技术及其进展
1.1.1 CAX技术的概念
1.1.2 CAD技术的发展历程
1.1.3 CAD技术的发展方向
1.1.4 当前我国橡胶挤出机行业中CAD技术的应用状况
1.2 常规橡胶挤出机CAD所面临的问题
1.3 学位论文的研究目标和意义
1.3.1 论文的目标——建立IDRE CAD系统
1.3.2 论文的研究意义
1.4 论文研究的主要内容和技术
1.4.1 研究主要内容
1.4.2 关键技术
1.4.3 内容安排
1.5 研究的创新点
第二章 现代设计方法与开发新技术
2.1 新型CAD设计方法
2.1.1 新型迭代式设计
2.1.2 网络化并行协同设计
2.2 统一数据模型
2.2.1 统一信息模型技术
2.2.2 统一信息的格式
2.2.3 平台选择
2.2.4 应用场合
2.3 面向对象技术
2.3.1 面向对象的软件设计
2.3.2 面向对象的基本概念和特性
2.3.3 面向对象技术的优越性
2.4 XML技术
2.4.1 XML基础
2.4.2 相关技术
2.4.3 Path定位模型
2.5 面向对象建模语言UML
2.5.1 可视化建模与UML建模语言
2.5.2 UML的视图的构成
2.6 人工智能技术
2.6.1 智能CAD技术概念
2.6.2 智能设计的主要方法
2.6.3 BP算法
2.6.4 人工智能设计的方案
2.7 软件系统开发架构
2.7.1 WEB服务组件
2.7.2 模型—视图—控制器(MVC)结构
2.8 章结与创新
第三章 现代橡胶挤出机设计方法研究
3.1 橡胶挤出机概述
3.1.1 橡胶挤出机的分类与用途
3.1.2 螺杆挤出机历程
3.1.3 螺杆挤出机的今后发展
3.2 螺杆挤出机的常规设计方法
3.2.2 挤出机的结构设计
3.2.3 挤出机的零件设计
3.2.4 挤出机的其他参数设计
3.2.5 机械结构的力学校验
3.2.6 设备的装配图设计
3.2.7 生产工艺设计
第四章 智能化应用
4.1 UML分析设计步骤
4.1.2 动态结构
4.1.3 静态结构
4.2 常规设计方法的改进
4.3 从常规设计提升到智能CAD设计
4.4 IDRE CAD的设计内容
4.4.1 智力创造
4.4.2 各个模型的分析计算
4.4.3 设计方法的表达
4.5 智能化设计的意义
4.5.1 提高橡胶机械的设计水平
4.5.2 全面准确地获取橡胶加工信息
4.5.3 智能化的设计全过程
4.5.4 智能化控制生产过程
4.5.5 智能化的其它应用
第五章 橡胶挤出机统一数学模型的建立
5.1 面向对象方法
5.1.1 面向对象方法分析设计产品
5.1.2 实现动态与静态建立对象的综合
5.1.3 信息传递方式
5.1.4 难点分析
5.1.5 统一模型中信息的表示
5.2 特性建模
5.2.1 特征建模的方法
5.2.2 三维参数化实体建模
5.2.3 挤出机特征xml设计
5.3 UML分析橡胶挤出机设备
5.3.1 挤出机静态描述
5.3.2 挤出机动态描述
5.4 智能型模型
5.4.1 实验数据处理模型
5.4.2 智能方案的XML表示
5.5 模型中的数据交换——基于XML
5.6 信息查询与更新
5.7 完成XML模型
5.7.1 XML统一数学模型的描述
5.7.2 XML文档交换支持环境的体系结构
5.8 章结与创新点
第六章 IDRE CAD总体设计
6.1 研究目标与主要内容
6.2 IDRE CAD软件系统结构
6.2.1 基于WEB组件
6.2.2 分层解决方案
6.3 IDRE CAD软件的UML分析
6.3.1 软件的静态模型
6.3.2 软件动态模型——反映设计细节
6.3.3 应用开发的一般过程
6.4 软件模块的组成分析
6.4.1 UML在CAD中的应用
6.4.2 UML分析智能CAD系统
6.4.3 系统间模块结构及相互关系
6.4.4 系统内核的代码
6.4.5 总体设计小结
6.5 IDRE CAD的软件详细设计
6.5.1 设计总步骤
6.5.2 软件内部系统状态
6.5.3 智能选型模块设计
6.5.4 计算螺杆基本尺寸
6.5.5 零件设计
6.5.6 更新设计
6.5.7 装配设计
6.6 IDRE CAD的最终效果
6.7 章结与创新点
第七章 基于IDRE CAD平台下的应用
7.1 基于MDT的橡胶挤出装置的三维CAD设计
7.1.1 橡胶挤出机智能CAX系统环境
7.1.2 软件开发
7.2 基于SolidWorks子装配体图的二次开发
7.2.1 开发过程
7.2.2 SolidWorks的参数化设计中的CBR技术
7.2.3 系统开发工具
7.2.4 数据库技术
7.2.5 SolidWorks API函数的应用
7.2.6 SolidWorks开发小结
7.3 实验部分
7.3.1 实验装置设计
7.3.2 实验台
7.4 实验数据智能处理
7.4.1 BP模型的应用
7.4.2 实验结果讨论
7.4.3 神经网络其它应用
7.5 基于实例CBD
7.5.1 创新设计方案
7.5.2 基于实例的设计模型
7.5.3 实例的表示
7.6 章结与创新点
第八章 结论与展望
8.1 研究结论
8.2 展望
参考文献
附录
附录一 数据库编程
附录二 Web Service
附录三 UML的语义与语法
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
论文期间主要科研工作
北京化工大学博士研究生学位论文答辩委员会决议书
发布时间: 2005-09-26
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