基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价

为了更好地实现设计领域三维CAD模型多粒度、精细化、智能化的设计重用需求,提出了一种基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法。首先,通过提取以B-rep表示的三维CAD模型几何与拓扑信息,构建三维CAD模型的属性邻接图;然后以此为描述载体,利用具有局部重用价值的典型结构和三维CAD模型属性邻接图之间顶点和边的属性映射关系建立关联图及其关联图矩阵;最后,基于一种启发式算法——模拟退火算法完成关联图中最大团的检测以实现三维CAD模型中典型结构的挖掘,并进行相似性评价,同时以蚁群算法和遗传算法为比较对象,在通用模型库和农业机械装备模型库完成了算法的验证。实验结果表明,该方法能较好地实现三维CAD模型典型结构的挖掘和相似性评价,可以有效地支持设计领域的三维模型特征级和局部结构级设计信息的重用。     

基于三维小波变换的农机CAD模型特征提取与评价方法

为提高三维CAD模型特征提取准确度,满足农业机械制造领域CAD模型智能化检索需求,提出一种三维CAD模型的特征提取与评价方法。首先对农业机械模型库中三维模型进行平移归一化、旋转归一化、尺度归一化处理,规范化后的CAD模型进行三维离散小波变换,CAD模型经过单层三维小波变换后被表示为8个维度的频域系数子空间;然后对低频子空间LxLyLz进行二次小波变换,二层级小波变换后单个CAD模型被分解为15个特征量,采用AHP层次分析法确定不同频域空间特征量权重,以距离度量法定义含有权重系数的相似性度量值,完成不同模型间特征提取及相似性比较,计算并建立三维CAD模型频域特征索引表;最后以VS2010与Matlab 2016b为开发环境,以Open Cascade为几何造型平台,使用ESB通用模型库及农业机械零部件参数化模型库验证算法有效性。在ESB模型库中T型零件检索结果表明,在保持相同查准率条件下,本文小波变换算法排序误差更小。拨禾轮CAD模型检索结果显示,相似性评价度量方法不仅考虑模型的形态相似性,同时兼顾了应用领域语义相似性,算法实用性高。农机装配体检索实例应用结果表明,借助本文检索算法,可从海量模型库中检索出所需模型,根据实际设计要求对检索出的相似模型进行编辑和修改,可快速完成零部件模块化设计。三维小波变换检索算法查准率受小波函数性质影响,coif类小波函数具有较强的检索适用性,层次分析法能有效区分不同分解层权重,二层级小波变换能够达到现阶段机械零件模型检索精度要求。小波变换设计重用检索算法可满足模型检索设计需求,拓宽设计者设计思路,促进智能化设计。     

三维CAD模型检索技术研究现状与发展分析

对目前三维CAD模型检索技术的研究现状和发展趋势进行了阐述.首先给出三维模型检索的体系结构,并从文本检索、内容检索和语义检索3方面对三维CAD模型检索技术国内外研究现状进行了全面论述;分析总结了现有三维CAD模型检索系统及三维CAD模型检索技术的应用;最后对三维CAD模型检索技术存在的问题及未来的发展方向进行了展望.三维CAD模型检索技术将为概念设计、详细设计、工艺/工装设计等产品各设计阶段提供全方位的检索支持手段,可有效促进企业产品模型相关设计和制造信息的重用.     

基于形状分布式模型检索的农机装备快速设计方法

为促进农机装备设计重用,提出一种基于形状分布式模型检索的农机装备快速设计方法。首先,对三维模型进行归一化处理,并依次计算模型表面各三角网格面积,根据网格面积将每个模型的三角网格分为Max、Mid、Min3类,采用Sobol准随机序列对分类后网格交叉组合取点,以采样点数3为基本采样单位对三维模型进行组合式特征点采样;然后,对提取的距离D2、面积D3、曲率C1、角度A3形状特征进行融合,分别计算4种特征值变异系数,以变异系数所占比例作为各形状特征权重,将加权后的不同特征变量值拼接成具有多特征的形状分布直方图,采用χ~2距离度量直方图间的相似性;最后,以VS2010与Matlab 2016b为开发环境,以Open Cascade为几何造型平台,使用自行构建的农机装备关键零部件模型库进行实验。结果表明,在农机三维模型库中,特征查准率由大到小依次为距离D2、曲率C1、角度A3、面积D3特征,本文提出的自适应加权融合特征(AWSD)算法在查全率0～0. 5区间内显著优于D2检索算法,在0. 5～1. 0区间内检索效果与D2特征近似; AWSD算法检索效率符合基本要求,综合检索精度较D2形状分布算法提高了8. 5%;拖拉机轮毂与收获机摘穗板检索实例表明,AWSD算法在检索主观满意度方面优于距离D2与曲率C1算法。     

基于距离面积特征的农业机械三维模型相似性评价

为更好地实现农业机械CAD模型的设计重用,针对经典形状分布算法在特定CAD模型领域检索性能的不足,提出一种基于三维CAD模型距离-面积统计特征的模型相似性评价方法。该算法首先在网格化的三角网格模型表面随机取点,取点过程中为保证随机取点均匀性,采用准随机数发生器Halton-Sequence产生随机数;然后计算任意两点形成有向线段距离以及模型所有面面积之间的比值,同时以距离、面积比为坐标轴构建网格坐标系,统计出现在相应网格中特征点的频次,形成模型的距离-面积特征分布矩阵;最终以Manhattan距离评价分布矩阵的差异程度,从而实现不同CAD模型相似性比较。将面积这一重要几何特征纳入评价算法中,针对相同输入模型,所提算法的检索结果中较为相近、相关的模型数量比文中对比的算法高,算法特征平均提取时间也相对较少。试验结果综合表明,所提算法能够较好地实现农业机械CAD模型相似性评价,在提升时间性能基础上,算法检索性能有较大提高。     

基于距离-夹角形状分布的三维CAD模型检索算法

为了更好地实现三维CAD模型的有效重用,提出一种三维CAD模型距离-夹角形状分布检索算法。首先在CAD模型表面随机取点,计算任意两点构成的有向线段的距离和该有向线段与端点法向的夹角;然后以距离和夹角为坐标轴构建距离-夹角平面网格,统计网格中随机点出现的频次,从而构建模型的距离-夹角分布矩阵;最后采用Manhattan距离度量法计算矩阵的相似值,用以评价模型间的相似程度。实验结果表明,该算法可以较好地实现三维CAD模型检索,检索性能优于已有的形状分布检索算法,能够满足实际应用需求。     

基于草图的产品三维CAD模型概念设计推送方法

针对产品广义设计过程不同阶段的需求特点以及加快概念设计向详细设计的转换,提出了一种基于草图的产品三维CAD模型概念设计推送方法。首先,用户根据概念设计需求,利用基于CAD几何造型平台开发的手绘图板绘制三视草图;然后,对手绘三视草图和模型库中CAD模型投影得到的三视投影图提取特征信息,采用2. 5D球面调和描述子来表示草图特征信息;最后,利用Euclidean距离计算通过球面调和变换获得的图形特征向量之间的距离,从而实现模型之间的相似性评价,并在农业机械装备模型库中完成算法的验证。实验结果表明,该方法能够有效帮助用户快速地具象化查询意图,发掘与产品概念设计阶段意图最相符的三维模型,并将相似性设计资源推送给设计人员,进而参考、启发和扩展设计思维,实现产品概念设计的快速响应。     

基于实例推理的铲式玉米精密播种机设计

基于实例推理的基本原理,针对传统案例属性相似度计算模型缺乏对不确定环境中不精确信息的适应性,研究了最近邻实例检索过程中实例属性相似度的确定方法以及属性权重的组合计算,提出检索过程中区间值属性相似度的计算模型和基于相似度离差信息的客观赋权方法.将实例推理技术应用在铲式玉米精密播种机的设计过程中,采用IDEF0法对播种机设计任务进行分解,采用最近邻实例检索策略完成实例检索并根据设计要求进行修整,从而达到设计要求.运用Pro/E对设计方案进行三维造型并进行动态仿真,验证了设计方案的有效性和可行性.     

铲式播种机数字化设计实例检索策略研究

在基于实例推理的机械系统数字化设计过程中,实例的检索策略和检索方法对于检索的有效性和可靠性具有决定性影响.结合面向对象的实例表达方法,研究实例检索过程中机械零部件特征属性相似度的确定方法,提出将模糊数学、灰色关联分析应用到特征属性相似度的计算中.引入层次分析法和基于相似度离差信息方法确定特征属性的组合权重.以铲式播种机设计为例,验证了所提出的实例检索算法具有良好的实例分辨能力和检索成功率.     

铲式播种机数字化设计实例检索策略研究

在基于实例推理的机械系统数字化设计过程中,实例的检索策略和检索方法对于检索的有效性和可靠性具有决定性影响。结合面向对象的实例表达方法,研究实例检索过程中机械零部件特征属性相似度的确定方法,提出将模糊数学、灰色关联分析应用到特征属性相似度的计算中。引入层次分析法和基于相似度离差信息方法确定特征属性的组合权重。以铲式播种机设计为例,验证了所提出的实例检索算法具有良好的实例分辨能力和检索成功率。     

机械设计轴系结构设计思索

现代化工业要求机械产品不断提高性能、缩短设计制造周期并具有柔性,这既是机械制造业赖以生存的关键,也是当前倡导技术创新的核心。为了轴上零件能够准确定位并且要符合轴加工和装配要求,必须合理设计出轴各个部分结构尺寸,还要有轴的强度设计。     

基于摩擦学的齿轮传动设计

据调查表明,80%的机械系统失效是由于磨损引起的。因此,改善润滑状态、提高设备的可靠性和寿命成为现代设计和制造业的首要任务。为了减少摩擦、磨损,提高机械系统的寿命,应用一种新的设计方法—基于摩擦学的设计,以赫兹理论和弹流润滑理论为基础,建立摩擦学设计模型。为了使摩擦学设计模型适用于各种工况,对其进行了修正。结合实例,通过改变参数进行计算、分析和比较,得出可行性的结论。     

基于设计结构矩阵的变型设计过程动态规划

针对目前变型设计过程模型主要限制在零件级的粒度,导致活动间关系赋值较为粗糙,且往往需要遍历所有可能的设计过程,时间长,效率低,不能满足产品设计过程中的动态变化等问题,提出了一种基于设计结构矩阵的变型设计动态规划方法。依据建立的变型产品设计活动层次结构模型,定义了参数级粒度的设计活动间约束关系及其优先级数值,通过对虚拟活动的打包和分解操作,实现复杂耦合条件下基于DSM的设计过程动态规划。以轴承产品设计过程为例,验证了该方法的有效性。     

产品设计人性化发展趋势研究

本文研究了产品设计的人性化发展趋势,提出了解决人们生活需要和注重人们的情感激发的人性化总体趋势,总结出了注重本能情感和的娱乐性和产品交互、解读的趣味性趋势。     

基于设计模板的小型农业作业机快速设计

利用设计模板是提高设计效率的有效方法。为此,研究了设计模板的多视图结构特点,以及不同视图之间的相互关系,从而将设计模板应用于产品设计。以产品模型作为信息载体,通过规则推理对约束规则进行匹配,在设计模板的基础上提出了小型农业作业机产品的快速配置流程,通过设计平台实现了产品的快速设计。     

现代工程设计理论方法及其应用

随着现代科学技术的迅速发展，国内外产品的市场竞争愈来愈激烈，用户对工程机械产品的质量、性能、耐久性、可靠性、经济性也提出了愈来愈高的要求，促使设计师们运用更多的数学、力学和计算机工具，把产品的现代设计理论、科学成果移植和引人到工程机械产品的设计中去。为此．论述了现代工程设计理论与方法的基本内容，介绍了其在超声电机研究中的应用。并概述了其发展及应用前景。     

除尘离心风机存在的问题及改进设计

除尘离心风机在农业机械尤其是在粮食加工业中应用广泛.风机性能的好坏将直接影响到产品质量和生产环境,也直接影响到企业的效益.但目前使用的除尘离心风机,在性能和结构上还存在着诸多问题,如工效低、消能高、噪声大、易磨损以及流量不足等.为此,针对这些问题,结合企业自身的要求,应进行深入分析,找出问题出现的原因,并提出合理的改进设计方案,以提高风机的使用性能,为企业的发展创造条件.     

基于UNIX的机械软件设计思想研究

传统的机械产品设计主要是靠工程师手工求出,这种方法不但增加了设计人员的工作量和负担,而且周期长,容易出错。为此,通过挂轮设计的例子阐述了如何基于UNIX系统,开发一种精度高、周期短、操作简便的软件设计方法,这是一种具有实际应用价值的软件设计思想。     

设计的3个层面

设计3个层面包括：设计与DESIGN,设计与生态,设计与传统,这3个层面是设计意识形态里的重要组成部份。现代的设计的理论研究对于设计创意的启发作用显而易见,弄清3个层面的意义和其之间的关系对于现代设计有着更深远的影响。     

普通车床的数控化改造

为适应市场化要求对普通机床进行数控化改造,文章阐述了CLK6132型数控车床的改造思路和具体意见。