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当期目录

2010年, 第1期 刊出日期:2010-02-28 上一期    下一期
工程设计理论、方法与技术
机械产品可适应性度量方法及应用   收藏
陈永亮, 满佳, 曲艺, 包能胜, 顾佩华
工程设计学报. 2010 (1): 1-11.  
摘要( 826 )   HTML( 5 )     PDF(7768KB)( 1001 )
基于信息论中信息熵的概念,用构成产品的模块集合来描述产品的当前状态,提出用可适应信息熵函数来表征产品设计的复杂性和不确定性,在此基础上提出了新的基于可适应信息熵的产品可适应度的计算公式.提出了2种可适应度计算方法,即基于结构配置图的可适应度计算和基于功能结构图的可适应度计算.实例研究表明,该可适应度具有很好的可操作性和实用性,能够应用于产品的开发和设计实践.
情感化设计的主要理论、方法及研究趋势   收藏
丁俊武, 杨东涛, 曹亚东, 王林
工程设计学报. 2010 (1): 12-18.  
摘要( 2741 )   HTML( 7 )     PDF(4387KB)( 10790 )
在设计中考虑消费者的情感诉求是产品创新设计的重要发展趋势.通过对国内外相关文献的综述,论述了情感化设计的概念,重点分析了情感化设计中的感性工学理论、三层次理论和情感测量及参数转换的方法和技术,同时把情感化设计的主要研究领域分为产品造型、功能和文化三部分加以论述.最后,针对产品创新设计和相关技术的发展现状,提出了情感化设计研究中存在的问题和主要发展趋势.
拆卸与或图生成及其权重不定问题研究   收藏
闵少松, 朱晓军, 朱锡
工程设计学报. 2010 (1): 19-24.  
摘要( 719 )   HTML( 2 )     PDF(4145KB)( 1113 )
为了高效地规划装配体的拆卸序列,首先利用生成完备可行子装配体的算法构造所有可行的拆卸操作,并以与或图的形式将所有可行的拆卸操作加以表达,对该与或图进行简约,从而构建能够表达所有可行拆卸序列的拆卸与或图;为了基于该拆卸与或图规划拆卸序列,利用广义权重解决了拆卸与或图中有向边上权重不确定的问题,并给出了广义权重的计算方法;最后,通过实例验证了这种拆卸与或图表达拆卸序列的高效性和用于拆卸序列规划的可行性和有效性.结果表明拆卸与或图是一种可用于拆卸序列规划的高效模型.
基于CPN仿真的复杂装备系统维修性预计方法研究   收藏
杨春辉, 杨建军, 胡涛
工程设计学报. 2010 (1): 25-29.  
摘要( 710 )   HTML( 1 )     PDF(3268KB)( 1012 )
复杂装备系统结构复杂,运行模式多,导致传统的维修性预计模型无法准确计算出平均修复时间(mean time to repair, MTTR).在分析复杂装备系统维修特点的基础上,提出考虑设备拆卸顺序和系统故障模式的维修性预计模型,并应用CPN建立多层次的仿真模型,通过仿真运行获得MTTR.CPN模型中定义了模型变量,通过将计算MTTR的输入参数化,能够保证CPN模型具备广泛的适应性.案例仿真表明所提出的方法具有可行性.
制杯机五孔斜排双曲肘合模机构的稳健设计研究   收藏
王晨光, 张健, 包能胜, 顾佩华
工程设计学报. 2010 (1): 30-34.  
摘要( 696 )   HTML( 1 )     PDF(3648KB)( 1719 )
针对制杯机五孔斜排双曲肘合模机构设计参数多,难以装配,功能目标值变化范围大等问题,分析了对其进行稳健设计的必要性与可行性,并根据分析性稳健设计理论建立了优化模型,对系统各参数进行了优化,减小了系统目标值的变动量.最后计算出灵敏性矩阵,指出系统敏感性与各参数之间的关系.研究结果表明,在五孔斜排双曲肘合模机构的加工和装配过程中,与此系统中的其他参数相比,临界角,前、后肘杆长度及斜排角的变动量对模具工作行程和合模力变动量的影响是最为关键的.研究结果为设计、加工及装配人员如何有选择性地提高系统精度提供了客观依据,具有较大的实际意义.
下肢外骨骼服传感靴的结构优化分析   收藏
曹恒, 贺成坤, 孟宪伟, 凌正阳
工程设计学报. 2010 (1): 35-39.  
摘要( 824 )   HTML( 1 )     PDF(4025KB)( 1422 )
为实现对骨骼服的控制, 需要确定人体正常步行时脚底压力载荷分布情况,为此研制了一套可靠耐用的骨骼服传感靴.通过分析比较现有各种测力鞋垫系统,提出一种只需在传感靴底部的适当位置放置3个压力传感器就可以准确测量步态压力且性能更可靠的结构优化方案.试验结果表明,优化后的传感靴可以更快速准确地测量出不同步态时的脚底压力,有效提高外骨骼跟踪响应速度,可用于外骨骼机器人系统和改进控制算法设计.
车用列管水套式排气换热器的设计与换热性能研究   收藏
刘军, 吴硕开, 谢文磊, 岳兴莲
工程设计学报. 2010 (1): 40-45.  
摘要( 753 )   HTML( 1 )     PDF(4798KB)( 962 )
回收汽车余热进行供暖和除霜具有很现实的意义.排气换热器是水暖式排气采暖系统的最重要部件,针对排气换热器的特殊使用要求,设计了一种新型的列管水套式排气换热器,通过数值仿真和对比试验相结合的方式对其换热性能进行了研究.结果表明:新设计的列管水套式换热器具有较高的换热效率,完全能满足客车冬季的供暖和除霜需求;但在较高工况时对排气背压有较大影响,因此需对排气换热器进行排气旁通控制.
船舶运动模拟器ADRC控制系统的设计与仿真   收藏
刘芳华, 李盈
工程设计学报. 2010 (1): 46-50.  
摘要( 860 )   HTML( 1 )     PDF(3947KB)( 974 )
针对并联式船舶运动模拟器具有多变量,强耦合,结构复杂,难以获得精确的数学模型等特点,给出了一种ADRC控制器设计及实现方案.使用参数化设计方法,在Simulink中构建了机械、液压、控制一体化多域仿真模型,分析了控制器的参数整定方法,仿真结果表明了仿真模型和ADRC控制器的有效性.
卫生型离心泵水力性能的参数化研究   收藏
林思达, 吴大转, 王乐勤
工程设计学报. 2010 (1): 51-54.  
摘要( 814 )   HTML( 1 )     PDF(3357KB)( 1237 )
为给卫生型离心泵过流部件结构的优化设计提供依据,采用CFD分析软件Fluent对卫生型离心泵内部流场流动进行了数值模拟和水力性能的参数化分析.给出了建模和流场分析方法,分析了泵内流体速度和压力的分布特性,基于流动模拟结果预测了水力性能.性能预测结果与试验结果吻合较好.关键结构参数对水力性能影响的计算结果表明,叶轮轴向间隙、叶片宽度、叶轮与蜗壳直径比等参数均存在最优值.研究结果对卫生型离心泵的结构改进和性能提高具有参考价值.
仿鱼机器人S形快速起动的推进效率分析   收藏
陈宏, 徐刚, 费跃农, 郑三元
工程设计学报. 2010 (1): 55-60.  
摘要( 1006 )   HTML( 1 )     PDF(4227KB)( 1165 )
基于白斑狗鱼主动/被动S形起动的体干曲线的摆动规律,为研制的仿鱼机器人建立S 形起动的运动方程.通过流体举力、边界层摩擦阻力和纵向附加质量力等水动力计算,分析仿鱼机器人S形起动的水下推进效率.利用主动/被动S形起动的多步态仿真实验,给出仿鱼机器人动能、输入功率和推进效率等水下机动性能指标,为仿鱼机器人的水下机动推进实验研究和优化设计提供理论依据.
人体步进摩擦的研究现状   收藏
贾利晓, 张永振, 牛永平, 李健, 孙乐民
工程设计学报. 2010 (1): 61-65.  
摘要( 820 )   HTML( 1 )     PDF(2777KB)( 1067 )
人体步进摩擦是指在行走过程中,人脚与地面之间产生的间歇性摩擦现象.此摩擦现象直接关系到人体在行走过程中的安全性,如果脚与地之间的摩擦系数太小,人体就会发生打滑甚至摔倒.为了充分掌握人体步进摩擦的特性和规律,从原理、测量仪器、影响因素、磨损机理和应用领域四方面阐述了人体步进摩擦的研究现状,指出今后研究的重点应放在路面运动条件下人体步进摩擦的研究上.人体步进摩擦的主要测量仪器有Brungraber Mark Ⅱ测试仪和生物力学测力台两种,主要影响因素包括配副材料、路面条件、行走时所穿鞋子的鞋跟形式与高度、人体行走时的运动参数和鞋底花纹等,主要磨损形式是磨粒磨损和疲劳磨损,主要应用于医疗康复、体育训练、装饰和制鞋等领域.步进摩擦特性决定着人体在行走过程中是否会发生滑摔事故,影响着人类生活和生命质量,因此,有必要对其机理进行充分的研究.
基于STL模型投影轮廓的EPS连续切割技术   收藏
陈娟, 方亮, 许徽, 宋娟
工程设计学报. 2010 (1): 66-70.  
摘要( 701 )   HTML( 1 )     PDF(5121KB)( 843 )
针对目前EPS连续切割技术轮廓数据不易直接获取、不同角度轮廓数据之间存在干扰的情况,提出了基于STL模型投影轮廓的EPS连续切割技术.该方法用等距的平行平面直接切分某个角度的STL模型,然后对获得的轮廓求并而得到该角度下的投影轮廓,并配合STL模型固定角度的旋转,获得STL模型各个角度的投影轮廓,最后处理投影轮廓、加工EPS模型.对简单多边形求并的算法作了详细的阐述,对模型的精度也作了简单的分析.实验结果表明,基于投影轮廓的EPS连续切割技术稳定、准确、高效地切割了EPS模型.
机电产品工程设计
格利森弧齿锥齿轮啮合传动节线的数学原理   收藏
谷计划, 段建中
工程设计学报. 2010 (1): 71-75.  
摘要( 928 )   HTML( 1 )     PDF(3451KB)( 1502 )
弧齿锥齿轮齿面线是设计和加工的重要几何要素,同时也是弧齿锥齿轮机床设计(包括格里森制式和奥利康制式)的重要出发点之一.从节圆锥面上节线的基本定义出发,结合格里森制式弧齿锥齿轮的加工原理,推导出单个弧齿锥齿轮的节线方程,并定量证明了一对相互啮合的弧齿锥齿轮节线在转动过程中是连续接触的.为弧齿锥齿轮接触轨迹方向的研究及接触状态的分析提供了一种方法.
基于CAE某发动机加强板成形模具的设计   收藏
周健, 李立君, 张江, 张锁军, 周冬成
工程设计学报. 2010 (1): 76-80.  
摘要( 599 )   HTML( 1 )     PDF(4172KB)( 870 )
对某发动机加强板零件进行分析,通过计算及运用相关软件确定其展开尺寸.对弯曲成形模具凹、凸模工作部分运用CAE技术进行设计,并用Mastercam软件来模拟加工,加工时合理选择铣刀与参数设置,可得到较为理想的走刀路线.这样可获得凹、凸模的详细加工过程平面录像,同时可设计出模具的总装图及零件图.