隨著制造業(yè)向數(shù)字化、智能化與自動(dòng)化轉(zhuǎn)型,高效、高質(zhì)量地推出新產(chǎn)品成為了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),因而對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的智能化與自動(dòng)化提出了很高的要求。產(chǎn)品設(shè)計(jì)-仿真-優(yōu)化（CAD/CAE/MDO）是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵一環(huán),這是一個(gè)非常繁瑣、且常常需要多次反復(fù)的過(guò)程,涉及異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)集成及眾多領(lǐng)域知識(shí)。如何實(shí)現(xiàn)該流程的自動(dòng)化以及過(guò)程知識(shí)的管理與重用已經(jīng)成為亟待解決的重要課題。本文圍繞該課題主要研究以下內(nèi)容:（1）提出基于超集繼承模型SIMS（Superset Inheritance Model for Simulation）的設(shè)計(jì)模型簡(jiǎn)化和仿真模型自動(dòng)生成方法。針對(duì)CAD模型到仿真模型過(guò)程中耗時(shí)、重復(fù)、依賴工程師經(jīng)驗(yàn)的模型簡(jiǎn)化與精細(xì)化處理過(guò)程,本文提出SIMS模型的概念及基于SIMS的CAD/CAE集成方法;提出綜合量化的模型簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn),將幾何維度、設(shè)計(jì)意圖和仿真信息納入簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn),把模型簡(jiǎn)化操作分為基于特征的抑制與保留、基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分割與包裹,以及基于虛擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分割與融合;提出基于屬性的幾何實(shí)體-簡(jiǎn)化操作的映射關(guān)系,自動(dòng)識(shí)別幾何實(shí)體并提取相關(guān)屬性,實(shí)現(xiàn)CAD模型的簡(jiǎn)化、精細(xì)化處理及仿真模型的自... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：132 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

基于區(qū)域抑制的模型簡(jiǎn)化(a)原始模型(b)待簡(jiǎn)化區(qū)域(c)保留區(qū)域Fig.1-1Regionbasedmodelsimplification(a)Originalmodel(b)Simplifiedregions(c)Reserved

↖sight，Modefrontier、Dakota等。第三方平臺(tái)并不直接進(jìn)行CAD和CAE分析計(jì)算，而是提供優(yōu)化算法組件、軟件接口組件和客戶化優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，將大量需要人工完成的工作通過(guò)腳本文件、二次開(kāi)發(fā)技術(shù)等驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)-CAE分析計(jì)算-多目標(biāo)優(yōu)化”循環(huán)迭代過(guò)程的自動(dòng)完成。如Albers[100]利用DAKOTA驅(qū)動(dòng)優(yōu)化過(guò)程的進(jìn)行。目前這一方法獲得了實(shí)際應(yīng)用，但其中的數(shù)據(jù)交換仍主要采用IGES/STEP等中性文件格式進(jìn)行，并且對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題，中性格式文件可能導(dǎo)致仿真模型信息的丟失，模型設(shè)計(jì)與仿真模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與映射仍是需要解決的問(wèn)題。圖1-2CAD/CAE/MDO集成優(yōu)化流程(a)以CAD為中心的優(yōu)化設(shè)計(jì)(b)以第三方平臺(tái)為中心的優(yōu)化設(shè)計(jì)Fig.1-2CAD/CAE/MDOintegrationprocedure(a)CAD-centeredoptimization(b)Integrationplatform由于CAD/CAE集成問(wèn)題產(chǎn)生的根源為幾何模型到網(wǎng)格模型的轉(zhuǎn)換，學(xué)術(shù)界

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文10第一章：研究背景、現(xiàn)狀和研究?jī)?nèi)容綜述相關(guān)研究背景和現(xiàn)狀，包括模型簡(jiǎn)化和仿真模型生成、優(yōu)化設(shè)計(jì)、知識(shí)工程及優(yōu)化設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)等，分析了CAD/CAE/MDO集成中存在的問(wèn)題，明確了本文研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。第二章：CAD/CAE/MDO集成自動(dòng)化集成方案與關(guān)鍵技術(shù)根據(jù)對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)集成過(guò)程的分析，提出集成自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)和功能需求，為了實(shí)現(xiàn)集成方案提出了仿真模型自動(dòng)生成技術(shù)、基于序列加點(diǎn)構(gòu)建代理模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)以及基于知識(shí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)案例檢索和重用技術(shù)。圖1-3研究?jī)?nèi)容結(jié)構(gòu)圖Fig.1-3Frameworkoftheresearch第三章：面向仿真的自動(dòng)模型簡(jiǎn)化和仿真模型自動(dòng)生成針對(duì)現(xiàn)有CAD、CAE模型表示不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)單向流動(dòng)和平臺(tái)分離的現(xiàn)狀，提出了超集繼承模型SIMS，綜合考慮建模歷史、設(shè)計(jì)特征、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與虛擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及仿真信息，提出綜合量化的模型簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算特征簡(jiǎn)化因子，自動(dòng)識(shí)別和簡(jiǎn)化小特征、碎面、細(xì)小的邊，關(guān)聯(lián)幾何模型和仿真信息，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模型簡(jiǎn)化和仿真模型生成，減少人工操作，提高模型清理與仿真建模的效率。第四章：基于代理模型的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化提出了序列加點(diǎn)的代理模型尋優(yōu)技術(shù)，在帕累托前沿序列加點(diǎn)不斷更新代理模型，以多目標(biāo)遺傳算法尋優(yōu)逼近真實(shí)最優(yōu)解；開(kāi)發(fā)了自動(dòng)化的多目標(biāo)優(yōu)化流程，提升了多目標(biāo)優(yōu)化效率。第五章：基于語(yǔ)義知識(shí)的多學(xué)科優(yōu)化過(guò)程的知識(shí)管理和案例重用根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)原理OPT-R將對(duì)設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化過(guò)程中的知識(shí)進(jìn)行分類(lèi)并

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Warpage and Shrinkage Optimization of Injection-Molded Plastic Spoon Parts for Biodegradable Polymers Using Taguchi, ANOVA and Artificial Neural Network Methods[J]. Erfan Oliaei,Behzad Shiroud Heidari,Seyed Mohammad Davachi,Mozhgan Bahrami,Saeed Davoodi,Iman Hejazi,Javad Seyfi.  Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[2]工程仿真精度可信的CAD模型簡(jiǎn)化[J]. 李明.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2015(08)
[3]面向CAE的簡(jiǎn)化模型誤差評(píng)估與信息重用![J]. 唐建國(guó),曹魏娟,高曙明.  中國(guó)機(jī)械工程. 2012(08)

博士論文
[1]基于層次結(jié)構(gòu)的三維CAD模型相似性評(píng)估與重用研究[D]. 李智.上海交通大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3512635