面向钢丝绳产品的变型设计研究与实现

论文摘要

钢丝绳是一种重要的空间螺旋结构金属制品,具有高强度、柔软性和稳定可靠的特点,被广泛地应用于机械、建筑、交通、通讯和航空航天等领域。随着需求驱动和行业发展,钢丝绳产品呈现出个性化复合化的发展趋势。顾客不再满足于钢丝绳生生产企业提供的品种单一的“标准”产品,而希望根据实际情况量身打造合适的产品,以便能够更好的满足需求。如何才能及时响应客户个性化的需求,开发复合结构钢丝绳产品是实现上述需求的有效途径,也成为业界目前面临的亟待解决的难题之一。因此,本文从当前钢丝绳产品的发展趋势出发,运用变型设计的有关理论,以基于几何关系的渐进迭代的钢丝绳设计方法为基础,进行了基于装配模型的钢丝绳变型设计的研究,较好的解决的了上面所提到的难题。主要工作包括：(1)从钢丝绳产品组成结构特点出发,建立基于产品族谱系的钢丝绳层次结构,归纳出了组成钢丝绳产品的最基本的单位粒度：构件；(2)结合装配模型的相关概念,以各种产品构件的基本的单元,建立了钢丝绳产品的装配模型。并运用统一建模语言,建立了面向对象的钢丝绳产品模型的静态类体系结构；(3)给出了求解装配模型的约束问题,即钢丝绳几何约束问题的解决方案,并验证了该方案的正确性；(4)利用面向对象的编程语言,搭建了钢丝绳配置管理平台,提供了钢丝绳产品的变型设计、管理产品实例的功能。验证了系统的有效性、正确性。本文的相关研究已经得到工业实践验证,能够很好的完成钢丝绳的变型设计任务。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 产品设计概述
• 1.1.1 产品设计的概念
• 1.1.2 变型设计研究现状
• 1.1.3 基于装配模型的变型设计的研究现状
• 1.2 钢丝绳产品现状与发展趋势
• 1.3 课题的提出及主要工作
• 1.4 论文的结构安排
• 第2章 基于装配模型的变型设计技术
• 2.1 参数化技术及其核心问题
• 2.1.1 参数化技术
• 2.1.2 几何约束问题
• 2.2 装配模型
• 2.2.1 装配模型的概念
• 2.2.2 装配模型信息构成
• 2.2.3 装配模型信息表达
• 2.2.4 装配模型建立方法
• 2.3 变型设计
• 2.4 基于顶层基本骨架模型的变型设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 钢丝绳产品概述与设计方法
• 3.1 钢丝绳产品概述
• 3.1.1 钢丝绳的基本构造
• 3.1.2 钢丝绳的品种分类
• 3.1.3 钢丝绳生产工艺
• 3.2 钢丝绳的基本特性与特性分析
• 3.2.1 捻制特性
• 3.2.2 结构特性
• 3.2.3 性能特性
• 3.2.4 特性分析
• 3.3 基于几何关系的渐进迭代的钢丝绳设计方法
• 3.4 本章小结
• 第4章 钢丝绳产品装配模型
• 4.1 钢丝绳产品装配模型的建立
• 4.1.1 钢丝绳产品结构分析
• 4.1.2 钢丝绳装配模型的装配关系表达及体系结构
• 4.2 装配模型的约束求解
• 4.2.1 椭圆及间隙求解数学模型
• 4.2.2 问题描述与求解策略
• 4.3 基于装配模型的变型设计框架
• 4.4 本章小结
• 第5章 钢丝绳配置管理系统的开发
• 5.1 系统开发与应用环境
• 5.2 钢丝绳配置管理系统的功能分析与系统分析
• 5.2.1 系统的基本功能分析
• 5.2.2 钢丝绳配置管理系统分析
• 5.3 钢丝绳管理配置系统的系统设计
• 5.3.1 系统的数据管理设计
• 5.3.2 系统功能实现及界面设计
• 5.4 产品设计案例
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢