张书亭[1]2009年在《自顶向下协同产品设计框架和方法研究》文中进行了进一步梳理复杂机械产品的设计具有两个重要特点,一是采用自顶向下的设计方式,另一个是多人参与、协同完成。然而,目前CAD系统仍难以支持自顶向下、多人协同的产品设计。鉴于多人协同的产品自顶向下设计的高度复杂性,作为研究的第一步,我们将当前工作集中在概念设计完成之后的协同产品设计,即一组设计者根据概念设计结果,协同地、由抽象到具体地完成产品设计。论文的主要工作包括以下几个方面:1.提出一个自顶向下协同产品设计框架。我们将自顶向下协同产品设计过程分成布局设计、协同骨架设计、协同详细设计叁个设计阶段,并基于该设计过程的需求,设计了自顶向下协同产品设计的六个主要功能:基于符号的布局设计,耦合结构参数协同计算,协同装配建模,协同特征建模,基于Agent的变动传播,基于多媒体会议的协商交流。2.提出一个支持自顶向下协同产品设计的多层次分布式装配模型。该装配模型总体上分为布局装配模型、骨架装配模型、详细装配模型叁个主要层次,以支持自顶向下产品设计;采用在服务器和客户端的复制式分布表示,以支持分布式协同设计。在分布式表示中,服务器端为完整的产品装配模型,客户端装配模型基于协同设计需要动态装载,具体包括设计者负责设计的子装配或者零部件的模型信息,以及和其具有装配关系的其他设计者负责设计的子装配和零部件信息。为支持装配模型对象在各个站点的一致,采用了局部ID和全局ID的对象命名机制。3.提出一种支持自顶向下协同产品设计中耦合结构参数协同计算的方法。该方法基于模糊理论表示设计早期阶段的模糊设计参数,通过效用函数表示设计者基于设计经验确定的设计参数不同数值的优先程度,由设计者协同建立以效用为目标的优化模型,并通过改进的遗传算法进行优化求解。4.提出自顶向下协同产品设计中基于Agent(智能体)的变动传播方法。通过服务器和客户端Agent之间的协作,动态监控协同设计系统中各个站点对装配模型的变动修改,然后由服务器端Agent基于特征变动、装配约束变动、工程约束变动的推理以及层次变动推理,确定装配模型对象的变动以及分布,最后以命令的方式更新所有相关站点的装配模型,保证变动操作后分布式装配模型的一致性。5.基于上述理论方法实现了支持自顶向下协同产品设计的原型系统CTDAD。该系统采用复制式服务器-客户端体系结构,核心功能模块包括布局设计、耦合结构参数协同计算、特征造型器、装配建模、变动传播Agent、ID管理、协商管理等。使用该系统,完成了一个液压式机械手的自顶向下协同产品设计,对本文所提出的框架与方法进行了验证。
张华锋[2]2002年在《支持自顶向下设计方法与装配模型的产品装配建模系统研究》文中指出本文论述了自顶向下(Top-Down)设计方法的产生、概念、研究内容及其应用，重点阐述了装配模型的定义、研究现状与应用。同时对特征的定义、分类和面向对象技术进行了研究，着重研究了特征和面向对象技术在自顶向下设计方法和装配模型中的应用，使特征技术、面向对象技术和装配模型有机地结合了起来。根据自顶向下的设计思想，提出了产品功能结构树的概念，并以此来描述产品的功能结构。在此基础上研究了支持自顶向下设计过程的产品功能模型的定义，并提出了功能模型基于二叉树的表示方法。在产品功能建模的基础上，为了完成基于抽象零件的装配建模，在更高层次上支持自顶向下的设计方式，论文深入研究了装配特征的定义、分类以及表达模式。在此基础上进一步研究了装配关系及其表达，给出了基于图的装配模型数据结构。为了支持在装配层次上的零件的抽象建模，提出了骨架模型的概念，并讨论了装配模型的建立方法。根据前述装配模型有关研究，探讨了从功能模型到装配模型以及从上一级装配模型到下一级装配模型的数据和约束传递问题，并用层次化单元装配模型得以解决，同时提出了装配模型变动时引起的装配关系的变化的有关算法。在论文的最后部分用用面向对象的程序设计方法，结合课题要求，研究了支持自顶向下设计方法的装配建模系统FB-TPMS。
薛文涛[3]2004年在《数字化装配建模技术研究》文中研究说明本文在研究国内外装配建模的基础上，利用UG软件平台和VC++语言作为建模工具，构建装配模型。主要包括以下工作： (1)着重研究了建模技术和自顶向下的设计方法，并将它们和装配模型有机的结合起来，建立基于特征的自顶向下建模系统。 (2)对系统各模块进行程序设计，使系统在UG的环境下，实现叁维装配体和零件模型的生成及装配信息的提取。同时，利用开放式数据库接口，应用数据库技术实现装配信息的存储和管理。 (3)结合发动机部件曲柄连杆机构，对关系模型和层次模型进行研究，提出层次关系模型及其数据结构组织方式和信息组成，并引入装配特征描述零、部件间的约束关系。 (4)本文原型系统通过发动机部件活塞连杆装配体加以验证，表明了系统的可行性和有效性。
李文亮[4]2013年在《自顶向下虚拟装配系统的研究与设计》文中研究指明装配设计是产品生产制造的关键环节,对于产品的质量、成本及研发周期有着重要的影响。虚拟装配技术在产品的概念设计阶段就对产品的功能结构、可装配性、装配序列、装配路径及装配时间等问题进行了考虑,从而缩短了产品的研发周期,提高了企业的生产效益。本文针对当前许多CAD软件的不完善之处及自底向上装配建模方法存在的弊端,根据自顶向下设计方法与装配建模技术的理论,对支持自顶向下装配建模技术的虚拟装配系统进行了研究和开发。首先,本文对虚拟装配技术的含义及发展现状进行了介绍,并论述了自顶向下设计方法的概念及研究现状。根据自顶向下设计方法的思想,对本虚拟装配系统整体的功能结构框架进行了深入的研究,并做出了开发本系统的整体规划方案。其次,由于装配模型是实现自顶向下设计方法的核心,故对支持自顶向下设计的产品装配模型的定义、表示及装配关系进行了研究,并根据基于装配约束转换的装配方法的思想,提出了支持自顶向下设计的装配关联骨架模型,实现了对装配层次上的抽象零件及抽象装配建模的描述,使产品的装配层次结构清楚地表达出来,从而以装配关联骨架模型作为传递信息的纽带,实现了对下层零件的详细设计。最后,分析了OBJ图形文件的结构,设计了系统能够读取OBJ图形文件的接口,实现了叁维几何模型在系统中的几何重构,并为系统添加了实现人机交互的辅助控制功能。由于树视图是装配系统的重要组成部分,故根据装配关联骨架模型的结构为系统设计树视图的结构,并实现树视图节点的动态添加、删除及拖曳等功能,使树视图的构建更加人性化。为维护系统数据的安全,应用ADO数据接口技术实现了系统与数据库的连接,为后续自顶向下虚拟装配系统的设计奠定了坚实的基础。
谢少波[5]2007年在《基于参数化技术的产品自顶向下设计》文中进行了进一步梳理自顶向下设计是在装配环境中进行零部件设计，该方法有助于设计人员及时发现零件之间的干涉并进行修改和调整，确保每个完成设计的零部件相互关系的正确性，减少零件修改的时间。此外，通过定义零件之间的相互关联参数，可实现零件内部和零部件之间全相关的参数修改。本文研究了支持自顶向下设计的产品功能建模与装配模型，在基于特征的参数化技术以及基于项层基本骨架的建模技术基础上，提出了骨架模型与主导零件相结合的自顶向下建模方法，完成了具体的产品设计。参数化建模技术使得数据的传递在模型的不同层次之间变得唯一和即时。本文分析了参数化造型技术的主要特点以及参数化建模的方法；研究了适应自顶向下设计的基于特征参数化设计造型方法。概念设计是设计过程中的一个重要阶段，而概念设计的结果通常以产品功能结构图表示。根据自顶向下的设计思想，运用产品功能结构树的理论，描述了产品的功能结构。在此基础上研究了支持自顶向下设计过程的产品功能模型及其基于二叉树的表示方法。装配模型是一个支持产品从概念设计到零件设计，并能完整、正确地传递不同装配体的设计参数、装配层次和装配信息的产品模型。本文研究了装配模型的信息结构，装配模型的描述方法、装配关系及其表达方式。根据自顶向下设计的特点，研究了支持自顶向下设计的装配模型以及建模过程中的模型维护。最后，对基于顶层基本骨架TBS(Top Basic Skeleton)模型的建模技术进行了深入的研究，对TBS模型的产品装配信息的表达作了详细的分析。并在TBS相关理论的基础上，提出了骨架模型与主导零件相结合的自顶向下建模方法。并将该建模方法应用到实际的产品设计中，完成了具体产品的设计。
李厚福, 郭连水, 李健, 邓家[6]2001年在《基于装配的产品改良设计方法的研究及实现》文中指出在分析机械产品设计方法和过程的基础上,讨论了基于装配的产品改良设计方法。在文章的最后,介绍了该方法的实现,并给出了设计实例。
陈益涵[7]2008年在《机械系统数字化装配仿真研究》文中提出数字化装配仿真技术可以能在产品的设计阶段,实现虚拟产品的预装配,验证和改进产品的装配工艺过程,生动直观地展示产品的可装配性,从而提高产品的装配效率,减少装配时间和费用。首先,本文在分析了主流CAD系统的装配功能不足的基础上,提出了数字化装配仿真系统的功能需求,提出了对主流CAD系统进行二次开发的必要。随后,本文重点对可视化装配仿真系统中关键技术进行了研究。首先介绍了自顶向下设计技术,该方法最大限度地减少设计实施阶段不必要的重复工作,使企业的人力、物力等资源得到充分的利用,大大地提高了设计效率,减少了新产品的设计研究时间。然后研究了支持自顶向下设计的装配模型,装配模型是一个支持产品从概念设计到零件设计,并能完整正确地传递不同装配体间的设计参数、装配层次和装配信息的产品模型。随后讨论了装配工艺规划技术,提出一种描述装配体的层级关联关系模型,此模型可以很好地描述零部件之间的层次关系,以及同层次零部件之间的等级关联关系。以此模型提供的信息为依据,通过一定的算法及规则,在少量人工干预下实现装配序列的自动规划;此外还提出了适合实际应用的人机交互与自动推理相结合的装配路径生成方法,基于“可拆即可装”的假定,首先将装配序列倒序,得到拆卸序列,然后记录其拆卸路径,最后将拆卸路径予以“反演”,即得其装配路径。接着提出了用11元组法来表示装配元件的装/拆运动,它描述了物体的运动过程,可以对运动过程进行插值运算,求解中间位姿,能很方便地实现装/拆运动之间的转换,便于进行装配过程仿真。以及提出了一种基于包容盒逐层的快速干涉检查算法,用不同精度的包容盒筛选出不同级别的可能干涉部件,剔除不可能发生干涉的部件,最后对为数不多的、最可能干涉部件精确的几何求交,从而确定待检部件与装配环境是否发生了干涉碰撞。最后介绍了系统的开发过程,并以减速器的关键零部件为实例,对所开发的基于Pro/E的数字化装配仿真系统进行了验证。
陈翔[8]2012年在《基于检索的自顶向下产品设计》文中指出产品设计是一个复杂的过程,需要投入大量的人为活动。而作为面向设计师的辅助设计工具,现有的CAD系统对于减轻设计师负担甚至代替设计师的终极目标仍有非常大的差距。具体来看,复杂产品的设计是从抽象到具体渐进演化的过程,其中包含多个不同的设计阶段,而每一个设计阶段的设计任务和设计模型都不尽相同,CAD系统如何处理其中的信息差异和有效实现信息传递是一个亟待解决的问题；同时,随着信息化时代的深入发展,工业界的知识爆炸已不容忽视,如何在设计活动中充分利用现有的庞大知识库也有着至关重要的意义。在本文中,针对上述问题,我们主要开展了以下工作：多层次装配模型为了表征产品设计活动中各个设计阶段的不同信息及其之间的关联关系,我们提出了一个多层次的装配模型。这个模型能够很好地支持从抽象到具体的自顶向下产品设计。信息继承机制在多层次装配模型的基础上,我们提出了相应的信息继承机制。基于这一机制,自顶向下产品设计中所涉及的各类信息能够顺利地在各个设计阶段之间以及内部进行传递,很好地维护了设计意图和设计结果,避免了不必要的重复建模,并有利于保证各阶段设计模型之间的一致性。装配模型检索为了利用大量现有的产品装配模型,我们提出了一种灵活的装配模型检索方法。基于此方法,设计师可以在产品的自顶向下设计过程中使用粗略的骨架模型来快速找到非常相关的产品装配模型,充分利用其中蕴含的设计知识,大大加速整个设计的进度。模型检索结果的自适应为了更好地重用现有模型,我们还提出了一种模型自适应的方法。基于此方法,设计师能够非常便捷地将装配检索的结果模型与作为查询输入的骨架模型关联在一起,并做出智能性的更改使之与骨架模型保持设计语义上的一致性,最终使得检索结果被真正融入到整个产品模型中。
杨洪君, 宁汝新[9]2006年在《支持自顶向下设计的产品装配模型研究》文中指出产品的设计过程是一种自顶向下的设计过程,而产品装配模型是实现Top-Down设计的关键。论文在基于装配语义的装配特征的基础上提出了支持top-down设计的产品装配模型,讨论了模型的结构和采用多细节层次模型法建立产品装配模型的实现方法,提出了采用基于装配和加工特征统一的建模方法建立包含装配语义关系的零件模型,并在Pro/E软件平台上,开发了原型设计系统。
王旭龙[10]2012年在《自顶向下技术在高速车体设计中的研究与应用》文中研究表明高速车体设计具有参照关系复杂、设计数据量大、参与人员众多、模型修改次数多等特点。自顶向下设计可以有效地适应这些特点，但经验丰富的工程师才能保证自顶向下设计的良好数据传递。由于企业缺乏良好经验传递体系，人员变动将导致这项经验性设计内容的流失，极大地浪费了企业的人力资源，严重地影响了产品的设计周期。因此，建立基于自顶向下的高速车体设计系统，加快产品设计速度，实现车体系列化就成为了一项迫切的任务。本文以高速列车铝合金车体为例，以自顶向下设计理论为依据，借助参数化变型设计技术，将企业设计规范与多年积累形成的最佳实践固化并定制到车体参数化设计模板中。在Windows操作系统上，以Pro/E野火版3.0为二次开发平台，Pro/Toolkit二次开发工具包借助Visual C++. Net集成开发环境，应用数据库管理技术开发了高速车体设计系统。本文的主要研究内容如下：(1)研究支持自顶向下设计系统的关键技术，包括支持自顶向下设计的装配模型与支持参数化技术的变型设计，结合基于Pro/E二次开发方法为高速车体设计系统的实现奠定技术与方法基础。(2)基于高速车体的结构特点以及系统需求分析，提出系统总体框架，建立高速车体设计系统，同时研究了系统实现的关键技术：基于顶层骨架模型的车体参数化设计模板创建、Access参数数据库设计以及系统应用程序(系统交互界面、数据库访问以及参数驱动)开发。(3)以某X型号车体为例验证系统功能，其运行结果表明：高速车体设计系统能够在保证设计质量前提下，快速建立车体结构模型，实现了系列化设计。本文开发完成系统有效地集成了企业最佳实践，在工程师明确的职能分工下，实现了设计的协同并行，提高了设计效率与模型质量，具有良好的实用价值与可推广性，其他相似结构的高速车体也可采用该系统的设计思想。
参考文献：
[1]. 自顶向下协同产品设计框架和方法研究[D]. 张书亭. 浙江大学. 2009
[2]. 支持自顶向下设计方法与装配模型的产品装配建模系统研究[D]. 张华锋. 湖南大学. 2002
[3]. 数字化装配建模技术研究[D]. 薛文涛. 南京理工大学. 2004
[4]. 自顶向下虚拟装配系统的研究与设计[D]. 李文亮. 大连交通大学. 2013
[5]. 基于参数化技术的产品自顶向下设计[D]. 谢少波. 武汉理工大学. 2007
[6]. 基于装配的产品改良设计方法的研究及实现[J]. 李厚福, 郭连水, 李健, 邓家. 制造业自动化. 2001
[7]. 机械系统数字化装配仿真研究[D]. 陈益涵. 武汉理工大学. 2008
[8]. 基于检索的自顶向下产品设计[D]. 陈翔. 浙江大学. 2012
[9]. 支持自顶向下设计的产品装配模型研究[J]. 杨洪君, 宁汝新. 组合机床与自动化加工技术. 2006
[10]. 自顶向下技术在高速车体设计中的研究与应用[D]. 王旭龙. 大连交通大学. 2012
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