本文以零件的結構變異設計為研究對象,提出了結構移植的零件變異設計方法。在建立零件可變異設計模型的基礎上,對零件基結構的多粒度細分與重組技術,結構移植的映射拓撲搭接技術和結構移植的橋接拓撲搭接技術等進行了深入的研究。運用提出的理論和方法,開發(fā)了結構移植的零件變異設計系統(tǒng),并在數(shù)控機床等產(chǎn)品的設計中進行了應用。 全文的組織結構為： 第一章：分析了零件變異設計技術與產(chǎn)品變型設計技術間的關系,綜述了產(chǎn)品變型設計技術與零件變異設計技術的研究及應用現(xiàn)狀。在對相關理論和技術進行歸納分析的同時,闡述了論文的研究背景、內容和意義。 第二章：零件可變異設計模型的構建是結構移植的零件變異設計的基礎。本章針對結構移植的零件變異設計的需要,將零件及零件基結構的功能、幾何和語義等信息進行融合,定義了零件可變異設計模型,并重點分析了零件基結構間的結構關聯(lián)關系和零件可變異設計模型的再生方法。 第三章：零件基結構的多粒度細分與重組技術為零件變異基結構的高效獲取提供了途徑。本章歸納了零件變異基結構的三種基本類型：獨立型、包含型和組合型；針對確定零件變異基結構的技術需要,提出了基于虛擬切割的結構細分方法和基于信息融合的結構重組方法。通過細分與重組方法的綜合運用,可以確定多粒度、復雜多樣的零件變異基結構,從而拓展了結構移植的零件變異設計方法的應用領域。 第四章：結構移植的拓撲搭接技術是結構移植的零件變異設計的關鍵技術。本章首先給出拓撲搭接面的概念,根據(jù)拓撲搭接面的類型將結構移植的拓撲搭接進行分類：規(guī)則曲面搭接(疊合搭接、平面搭接、圓柱面搭接、平面-規(guī)則曲面搭接)和自由曲面搭接。并針對規(guī)則曲面搭接提出了結構移植的映射拓撲搭接方法：平移變換映射搭接、旋轉變換映射搭接、混合映射搭接和零件變異設計過程的映射聯(lián)動。 第五章：為了解決自由曲面的拓撲搭接問題,提出了結構移植的橋接拓撲搭接方法。通過對移植結構的預處理,將搭接問題進行技術轉化,引入二維兩點間Hermite插值曲線方法,通過對設計參數(shù)進行三維推廣,得到Hermite插值曲面；最后,將目標搭接面、參照搭接面和連接曲面所圍成的封閉區(qū)域實體化,得到自由曲面拓撲搭接連接橋,實現(xiàn)自由曲面的拓撲搭接。 第六章：運用論文提出的理論和方法,開發(fā)了結構移植的零件變異設計系統(tǒng),并在數(shù)控機床等產(chǎn)品的設計中進行了實施和應用,驗證了本文提出的結構移植的零件變異設計理論及方法的正確性和可行性。 第七章：總結了本文的主要研究內容和成果,并給出了今后有待進一步研究的工作和方向。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2010
【中圖分類】：TH122;TP391.72
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 產(chǎn)品變型設計技術的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于模塊化的變型設計
        1.2.2 基于配置的變型設計
        1.2.3 基于進化的變型設計
        1.2.4 基于人工智能的變型設計
        1.2.5 基于相似原理的變型設計
    1.3 零件變異設計技術的研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的研究背景
    1.5 論文的研究內容及組織結構
    1.6 小結
2 結構移植的零件可變異設計模型與再生
    2.1 引言
    2.2 結構移植的零件變異設計
        2.2.1 零件基結構、零件變異基結構和移植結構
        2.2.2 結構移植的零件變異設計流程
    2.3 零件可變異設計模型
        2.3.1 結構運算類型
        2.3.2 結構驅動信息
        2.3.3 結構定位信息
        2.3.4 結構關聯(lián)信息
    2.4 零件基結構的關聯(lián)信息表達
        2.4.1 結構關聯(lián)圖
        2.4.2 結構關聯(lián)矩陣
    2.5 零件可變異設計模型的再生
        2.5.1 零件基結構信息模型的重構
        2.5.2 零件可變異設計模型的整體再生
    2.6 實例分析
    2.7 小結
3 零件基結構的多粒度細分與重組技術
    3.1 引言
    3.2 零件變異基結構的類型
        3.2.1 獨立型
        3.2.2 包含型
        3.2.3 組合型
    3.3 零件基結構的細分
        3.3.1 平面細分
        3.3.2 圓柱面細分
        3.3.3 組合面細分
        3.3.4 零件基結構的遞歸細分
    3.4 零件基結構的重組
    3.5 實例分析
    3.6 小結
4 結構移植的映射拓撲搭接方法
    4.1 引言
    4.2 結構移植的拓撲搭接分類與技術實現(xiàn)
    4.3 結構移植的變換映射拓撲搭接與混合映射拓撲搭接
        4.3.1 平移變換映射拓撲搭接
        4.3.2 旋轉變換映射拓撲搭接
        4.3.3 混合映射拓撲搭接
    4.4 結構移植的零件變異設計過程映射聯(lián)動
        4.4.1 先屬變異設計過程信息的提取
        4.4.2 零件變異設計過程映射聯(lián)動的實現(xiàn)
    4.5 實例分析
        4.5.1 銑床立柱支架刀架座部分的變異拓撲搭接
        4.5.2 銑床立柱支架側壁槽臺結構的變異拓撲搭接及變異過程映射聯(lián)動
    4.6 小結
5 結構移植的橋接拓撲搭接方法
    5.1 引言
    5.2 自由曲面型移植結構拓撲搭接的預處理
    5.3 結構移植的橋接拓撲搭接的邊界條件
        5.3.1 截取式曲面邊界條件
        5.3.2 映射式平面邊界條件
        5.3.3 輪廓式平面邊界條件
    5.4 結構移植的橋接拓撲搭接方法的實現(xiàn)
        5.4.1 連接橋構造問題的轉化
        5.4.2 基于Hermite插值的連接橋構建
    5.5 實例分析
    5.6 小結
6 結構移植的零件變異設計系統(tǒng)的實現(xiàn)及應用實例
    6.1 系統(tǒng)的體系結構
        6.1.1 系統(tǒng)總體功能
        6.1.2 系統(tǒng)基本流程
    6.2 系統(tǒng)的主要功能及實現(xiàn)
        6.2.1 系統(tǒng)應用接口與數(shù)據(jù)結構
        6.2.2 3D幾何建模
        6.2.3 零件基結構的細分與重組
        6.2.4 移植結構庫
        6.2.5 知識規(guī)則庫
        6.2.6 移植結構的拓撲搭接
    6.3 系統(tǒng)應用實例
        6.3.1 車床傳動軸的變異設計
        6.3.2 磨床工作臺的變異設計
        6.3.3 加工中心底板的變異設計
        6.3.4 加工中心換刀機械手臂的變異設計
        6.3.5 熱處理輔助工作臺的變異設計
    6.4 小結
7 總結與展望
    7.1 全文總結
    7.2 工作展望
參考文獻
作者簡歷
附錄一 攻讀博士學位期間發(fā)表（錄用）的學術論文
附錄二 攻讀博士學位期間參加的科研項目

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本文編號：2851651