面向装配的CAD集成建模技术及其在减振器设计中的应用

论文摘要

在企业实施快速响应客户需求从而进行产品的大批量定制时，传统的设计方法不能很好地满足企业的生产要求，需要有新的设计方法和模式来适应大批量定制中产品的设计过程。本文通过三维参数化CAD技术，选型设计专家系统，PDM产品数据管理技术，数据库技术等，提出了一个基于PDM，结合多种设计资源和设计工具的产品开发解决方案，实现产品的快速设计。本文主要进行以下几个方面的研究工作：首先针对方案设计阶段的产品建模，研究了继承概念设计的产品装配建模策略，分析了功能模型和装配模型的关系，论述了产品装配模型的结构定义和数据表达。其次，针对减振器设计过程中存在部件结构变型的问题，对继承概念设计的装配体变型设计进行了深入的研究，在对当前变型设计方法研究的基础之上，以UG/CAD为平台，研究了基于“骨架模型”和“种子文件”的装配模型变型设计方法。以某企业A型系列减振器为例详细地阐述了在UG/CAD中利用骨架模型和种子文件进行自项向下的设计。应对当前企业中逐步展开的并行设计模式，同时应用多种设计工具开发产品的现状，本文探讨了设计过程中多种设计资源集成协作方式，研究了基于PDM，减振器选型专家系统，UG/CAD平台的信息集成技术，从而构建统一的产品数据源。重点讨论了产品装配拓扑信息表达一致性的问题以及UG/CAD三维实体模型与选型设计专家系统输出参数之间的数据关联技术。在减振器选型设计专家系统一端开发参数化设计模块，用于输出零件种类信息和设计参数，在UG/CAD一端进行二次开发，建立了零件的三维参数化模板库和数据接口程序，实现将UG装配体的产品结构树信息提取到外部数据库，同时利用接口程序读取选型设计专家系统的输出结果参数来驱动UG/CAD参数化模型，进行零件和装配体的变型设计。通过开发的辅助设计程序，构建了UG/CAD，选型设计专家系统之间信息的传递方式，利用PDM进行装配体层次结构和零件的管理，以达到设计支持模型和表达模型之间的信息一致。最后总结了本文的主要工作，并且对后续工作进行展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• §1.1 概述
• §1.1.1 机械产品设计流程和分类
• §1.1.2 装配信息模型及其变型设计
• §1.1.3 PDM、CAD及其他设计工具的信息共享和集成技术
• §1.2 汽车减振器产品在企业中的研发现状
• §1.3 论文所做的主要工作
• 第2章 继承概念设计的产品装配建模技术
• §2.1 产品装配建模的作用和实施策略
• §2.2 产品装配建模中的功能模型
• §2.2.1 产品功能模型及其与装配模型的关系
• §2.2.2 功能模型到装配模型的映射策略
• §2.3 装配模型的数据结构描述
• §2.4 基于UG骨架模型和种子文件的产品设计
• §2.4.1 骨架模型的基本概念和主要功能
• §2.4.2 种子文件的定义
• §2.4.3 骨架模型和种子文件对装配模型信息的表达
• §2.4.4 UG/WAVE技术
• §2.5 支持变型设计的产品装配技术
• §2.5.1 UDF建库技术
• §2.5.2 利用UG/KF实现零件的选型
• §2.6 本章小结
• 第3章 基于选型专家系统的参数化设计技术
• §3.1 专家系统在产品设计中的应用
• §3.1.1 产品设计中的知识表示
• §3.1.2 减振器选型设计中的产品分类与设计知识
• §3.1.3 减振器选型设计专家系统的基本结构和功能模块
• §3.2 参数化设计
• §3.2.1 参数化模板的定义和建立
• §3.2.2 参数化模板的驱动
• §3.2.3 基于骨架模型和种子文件的装配
• §3.3 本章小结
• 第4章 基于PDM的多设计工具产品数据集成
• §4.1 多设计工具环境下产品数据集成
• §4.1.1 产品开发中多设计工具的应用和PDM的实施
• §4.1.2 多设计工具环境下产品数据集成存在的问题
• §4.2 UG/CAD与PDM的数据集成方式和实现策略
• §4.2.1 UG/CAD与PDM的数据集成方式
• §4.2.2 UG/CAD与PDM数据集成的层次和实现策略
• §4.3 装配体层次信息的提取和共享
• §4.3.1 UG产品装配体的数据结构
• §4.3.2 深度遍历算法提取装配结构树
• §4.3.3 UG与数据库交互技术
• §4.3.4 VC环境下构建UG开发框架
• §4.4 零件属性信息的共享与传递
• §4.4.1 UG/KF规则的构建和调用
• §4.4.2 零件属性信息的传递方式
• §4.4.3 UG/KF人机交互界面编程
• §4.5 本章小结
• 第5章 系统实现和应用实例
• §5.1 设计系统框架结构
• §5.2 各模块介绍
• §5.2.1 数据库设计
• §5.2.2 减振器结构分析以及骨架模型的建立
• §5.2.3 UG/CAD装配结构提取
• §5.2.4 骨架模型管理
• §5.2.5 参数化模型生成
• §5.2.6 产品装配
• §5.2.7 零件设计参数修改及入库
• §5.3 系统特点
• §5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• §6.1 全文总结
• §6.2 展望
• 致谢
• 参考文献