基于虚拟样机技术的机械产品设计与建模方法研究

论文摘要

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。

论文目录

• 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