基于KBE的大型复杂冲压件工艺设计关键技术研究

论文题目: 基于KBE的大型复杂冲压件工艺设计关键技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料加工工程

作者: 郑金桥

导师: 李志刚,王义林

关键词: 大型复杂冲压件,计算机辅助工艺设计,工艺设计主模型,产品,工艺知识模型,拉延件,数值模拟,知识发现,自适应设计

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 以汽车覆盖件为代表的大型复杂冲压件广泛应用于飞机、汽车及其他车辆运载工具、工程机械和金属结构件中。工艺设计是决定大型复杂冲压件能否顺利成形的关键,也是模具设计与制造的基础,对产品的质量、成本、生产效率和模具的使用寿命有直接影响。大型复杂冲压件工艺设计是一个十分复杂的决策和设计过程,迄今为止仍主要依靠设计者的经验,存在着设计时间长、设计可靠性差等问题。将知识工程引入大型复杂冲压件的工艺设计,实现其自动化和智能化,彻底改变凭经验设计的状况,一直是人们期待解决的重要问题。作者结合国家“十五”科技攻关计划课题和国家自然科学基金项目,对基于KBE的大型复杂冲压件工艺设计的若干关键技术进行了研究,开发了大型复杂冲压件计算机辅助工艺设计系统——PDCAPP,实现了工艺方案的智能决策和工序件的三维设计,提高了大型复杂冲压件工艺设计的自动化和智能化程度。针对大型复杂冲压件工艺设计过程中涉及的工艺设计知识表达、设计过程控制、信息关联、优化设计及仿真分析等问题,提出了大型复杂冲压件工艺设计智能主模型。该主模型将知识库与工艺控制结构、工艺设计评价、工艺信息模型、模型关联环境及仿真引擎相互融合,实现多种工艺设计知识以及相关技术的集成,形成开放的集成化设计环境。建立了基于特征的完整、全面地描述零件及其工艺设计知识的产品/工艺知识模型。该模型以冲压形状特征、冲压工艺特征和工序特征为基本对象,采用面向对象的混合知识表达模式,将零件信息、工艺设计知识和环境信息集中表达于模型中,实现了特征对象及其工艺知识的集成,以支持工艺设计中的智能决策和信息表达与传递。冲压工艺方案设计是工艺设计中的主要问题之一,作者建立了基于KBE 的冲压工艺方案设计多元混合推理模型,采用基于规则推理、基于模型推理、基于实例推理和遗传算法的混合决策方法,实现了工艺性分析和工艺方案智能设计。根据大型复杂冲压件工艺方案设计的特点,建立了基于模糊数学的工艺方案综合评价模型,实现了冲压工艺方案的定量评价。拉延是大型复杂冲压件成形的关键工序,拉延件的设计直接影响冲压件的产品质量。本文研究了基于知识的拉延工序件设计方法,建立了控制线设计模型。将设计准则、设计经验和约束条件等知识融入控制线对象中,以控制线约束截面线及由其生成的曲面,实现了知识驱动的拉延件设计,提高了拉延件设计的自动化和智能

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 引言

1.2 课题来源、意义和目的

1.3 国内外大型复杂冲压件工艺设计的研究现状

1.4 本文研究的主要内容

1.5 本章小结

2 KBE 的关键技术

2.1 KBE 的定义

2.2 知识的获取与繁衍

2.3 知识表示与推理

2.4 知识库的建立

2.5 本章小结

3 基于KBE 的工艺设计智能主模型

3.1 工艺设计智能主模型

3.2 基于KBE 的工艺设计主模型关键技术

3.3 基于KBE 的冲压工艺设计集成

3.4 本章小结

4 大型复杂冲压件产品

4.1 冲压件产品模型概述

4.2 基于特征的大型复杂冲压件产品/工艺知识模型

4.3 大型复杂冲压件的形状特征

4.4 工艺特征的获取与知识集成

4.5 产品/工艺知识模型中知识的表达

4.6 本章小结

5 基于 KBE 的大型复杂冲压件工艺方案设计

5.1 工艺决策方法

5.2 基于模型和规则的工艺性分析

5.3 大型复杂冲压件工艺方案多元混合决策

5.4 大型复杂冲压件工艺方案的综合评价

5.5 本章小结

6 基于知识的拉延工序件设计

6.1 基于知识的拉延件设计过程

6.2 拉延件设计准则

6.3 拉延件设计知识的表达

6.4 基于知识的拉延件要领设计

6.5 拉延件设计的二级模糊评价

6.6 本章小结

7 基于数值模拟的拉延件自适应设计

7.1 基于知识发现的设计评价与模型修改

7.2 基于数值模拟的知识发现

7.3 拉延件自适应设计

7.4 本章小结

8 大型复杂冲压件工艺设计系统及其应用

8.1 大型复杂冲压件工艺设计系统

8.2 应用实例

8.3 本章小结

9 全文总结与研究展望

9.1 全文总结

9.2 研究展望

致谢

参考文献

附录1 (攻读学位期间发表论文目录)

发布时间: 2006-04-05

参考文献

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