机械产品维修性设计与优化技术研究

论文摘要

维修性是衡量产品在发生故障或失效时,实施维修难易程度和经济性的固有质量特性,提高产品的维修性可改善其系统效能,减少产品寿命周期费用。为了使机械产品具有良好的维修性,实现装备的“优生优育”,需要进行有效的维修性设计。本文在综述国内外机械产品维修性设计与优化技术研究现状的基础上,为实现机械产品的维修性并行设计,对维修性设计和可达性分析方法、维修性优化方法、数字样机与虚拟维修等关键技术进行了深入的研究与探讨,主要内容如下:(1)从全寿命周期和产品机械设计两个层次分析了维修性设计的基本流程,讨论了维修性设计的基本准则,研究了维修性设计的CAD平台和特征分析技术,为实现产品的维修性设计建立了技术基础。(2)为有效提高维修性设计产品的综合质量属性,深入研究了维修性优化方法。首先提出了维修性设计属性的关联度矩阵和维修性评定方法,在此基础上综合考虑产品的多种不同属性,建立了基于优势属性集的偏好序关系模型,进而提出了基于规则推理的维修性优化设计方法。(3)研究了基于CATIA平台的维修性数字样机实现方法。建立了产品维修性信息模型并针对CATIA进行二次开发,然后研究了基于DELMIA和虚拟维修的维修性数字样机验证技术。(4)以船用柴油机TBD234的淡水泵为对象,在分析其故障模式和维修方式的基础上,应用本文的维修性设计与优化技术进行了维修性设计。在并行维修性设计平台中建立了淡水泵的维修性数字样机,并通过虚拟维修验证了维修性设计和优化方案的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题背景及意义
• 1.2 维修性设计的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容及论文安排
• 第二章 维修性设计技术
• 2.1 维修性设计的流程分析
• 2.1.1 维修性工程全寿命周期层次
• 2.1.2 维修性结构设计层次
• 2.2 维修性设计准则
• 2.3 维修性设计关键技术
• 2.3.1 维修性结构设计
• 2.3.2 维修性设计特征分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 维修性设计优化方法研究
• 3.1 前言
• 3.2 维修性评定方法
• 3.2.1 维修性设计属性的关联度
• 3.2.2 建立关联度矩阵
• 3.2.3 维修性评估
• 3.3 综合权衡优化方法
• 3.3.1 权衡优化的一般过程
• 3.3.2 基于规则推理的多属性决策方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于CATIA的维修性设计数字样机技术
• 4.1 数字样机概述
• 4.1.1 数字样机技术
• 4.1.2 数字样机的实现
• 4.2 维修性数字样机与维修性信息模型
• 4.2.1 维修性信息模型
• 4.2.2 维修性信息嵌入
• 4.3 基于知识工程的维修性数字样机实现技术
• 4.3.1 知识工程简介及其关键技术
• 4.3.2 知识工程在CATIA 数字样机建立中的应用
• 4.4 基于虚拟维修的维修性数字样机验证技术
• 4.5 本章小结
• 第五章 维修性设计与优化技术的应用研究
• 5.1 需求分析
• 5.2 维修性结构设计方案
• 5.3 维修性设计方案的权衡优化
• 5.3.1 方案维修性评定
• 5.3.2 方案权衡优化
• 5.4 淡水泵维修性数字样机的实现
• 5.5 淡水泵维修性数字样机的虚拟维修仿真
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果