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基于相似理论的同类机械产品系列化设计技术研究

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基于相似理论的同类机械产品系列化设计技术研究

作者：樊晓健燕山大学

学位级别：硕士

基于相似理论的机械产品系列化设计方法与其他系列化设计方法相比,具有设计变量少、工作可靠、使用简单、设计速度快的特点,该方法的使用能够有效缩短机械产品系列化设计时间,提高机械产品系列化设计效率,降低企业产品系列化开发、设计... 详细信息

基于相似理论的机械产品系列化设计方法与其他系列化设计方法相比,具有设计变量少、工作可靠、使用简单、设计速度快的特点,该方法的使用能够有效缩短机械产品系列化设计时间,提高机械产品系列化设计效率,降低企业产品系列化开发、设计成本。但由于该方法目前尚未形成系统的理论体系,导致该方法在具体实施过程中存在较大的难度,缺乏可操作性,为进一步完善基于相似理论的机械产品系列化设计理论体系,提高该方法的适用性,本文做了如下研究工作:首先,对现有机械产品常用设计参量进行总结,归纳出同类机械产品(设计指标)特征模型,以相似理论为指导对模型进行相似准则推导,解决了系列化模型和系列化原型材料弹性模量相同与材料密度相同不能同时成立的问题,最终建立了一种同类机械产品系列化相似准则。其次,对机械产品系列化相似准则在机械产品系列化设计中的具体应用方法进行了研究。阐述了在应用机械产品系列化相似准则的条件下,相似模型与原型的各层次之间、下级与上级之间的关系,推导了相似模型与原型之间的关联关系表达式,提出了基于相似准则的同类机械产品系列化总体设计方法。然后,把提出的机械产品系列化设计方法与通用设计软件相结合,开发出电动推杆专用设计软件,实现了电动推杆的快速系列化设计,解决了在系列化设计过程中标准件不能按照相似比进行建模的问题以及为满足实际情况不同系列产品之间存在形状差异的问题。最后,对该系列化的电动推杆进行有限元分析,分析结果与设计结果相符,从而验证了本文研究成果的有效性。通过本文研究工作,对相似系列化设计方法进行了理论化研究,建立了方法性的数学模型,由此提出了同类机械产品系列化设计方法,并针对目前机械产品系列化方法中所不能解决的问题提出了解决方案。从而为更多的机械产品的系列化设计提供了方法和理论依据。

关键词：系列化设计相似设计相似模型相似准则

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少淑装产品系列化设计研究

少淑装产品系列化设计研究

作者：李沫北京服装学院

学位级别：硕士

系列化设计是现代产品设计的趋势之一,作为国际性的设计思潮,在当今设计界得到了广泛的认可和应用。少淑装是我国品牌女装市场细分中的重要类别,其产品系列化设计在近十年间发展迅速,但是与国外优秀品牌相比,仍有极大的改善空间。通过... 详细信息

系列化设计是现代产品设计的趋势之一,作为国际性的设计思潮,在当今设计界得到了广泛的认可和应用。少淑装是我国品牌女装市场细分中的重要类别,其产品系列化设计在近十年间发展迅速,但是与国外优秀品牌相比,仍有极大的改善空间。通过对国内少淑装品牌资深设计师的访谈调研和问卷调研,了解目前国内少淑装产品系列设计的基本现状;结合实际案例分析少淑装系列产品的表达内容与表现形式,将少淑装系列产品的表达内容概括为设计灵感、品牌风格、品牌理念、市场反馈和流行趋势5个方面,并从7个方面对少淑装系列产品表现形式展开论述,包括:色彩系列的表现、材质系列的表现、图案系列的表现、廓形系列的表现、结构系列的表现、辅料系列的表现和配饰系列的表现;研究了设计元素的组合关系及其对于设计表达层次和系列感层次的影响;在此基础上,结合相关资料、调研结果、各个零散论点以及笔者自己在少淑装品牌的三年设计工作经验,提出包括产品企划、调查研究、设计元素提取、系列化拓展和系列完善在内的五位一体的少淑装产品系列化设计框架,并针对市场导向的少淑装产品系列存在的问题及其形成原因进行分析,提出市场导向的少淑装产品系列化设计优化策略,以期建立初步的少淑装产品系列化设计理论,提高设计的理性水平,并帮助市场导向的少淑装品牌在商业设计的基础上更合理地塑造内容。

关键词：少淑装产品系列系列化设计优化策略

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中国铁建重工集团有限公司喷射机系列化设计

中国铁建重工集团有限公司喷射机系列化设计

作者：沈佳彬湖南大学

学位级别：硕士

本文的课题来源于作者参与的由湖南大学设计艺术学院与中国铁建重工集团有限公司合作的喷射机设计项目。项目旨在通过对中国铁建重工集团有限公司的全部类型喷射机的系列化设计，来强化公司的品牌形象，明晰产品的造型风格，并使产品以... 详细信息

本文的课题来源于作者参与的由湖南大学设计艺术学院与中国铁建重工集团有限公司合作的喷射机设计项目。项目旨在通过对中国铁建重工集团有限公司的全部类型喷射机的系列化设计，来强化公司的品牌形象，明晰产品的造型风格，并使产品以整体优势打入市场。随着时代的发展，产品系列化的形式正在日益扩大，而系列产品对于商业与生产都有着重要的意义。在商业方面主要体现在其丰富的产品系统可以充分满足消费者的各种需求，强化了商品的竞争力。在生产方面主要体现在产品零件采用标准化或模块化的设计，降低了生产的成本。因此，产品的系列化设计有助于企业提高其产品的适应性，降低其前期的资金投入，从而在激烈的市场竞争中占有一席之地。本文首先描述了中国铁建重工集团有限公司喷射机系列化设计的项目背景和设计要求，并将设计要求进行深入分析，确定了喷射机设计的流程和主要任务;其次，从现有喷射机产品分析，企业意象分析与工程机械产品在系列化设计上的趋势分析三个方面总结出了喷射机的外观要素;再次，通过概念草图设计与两轮造型方案效果图的设计确定了最终方案，并对方案进行细节完善，成功试制了样机;最后，对整个设计流程进行总结，并分析了喷射机设计中工程和造型的关系，以及相关的知识产权问题。

关键词：喷射机系列化设计外观要素设计流程

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潜油行星齿轮减速器的系列化设计方法研究

潜油行星齿轮减速器的系列化设计方法研究

作者：玉荣沈阳工业大学

学位级别：硕士

行星齿轮减速器是潜油螺杆泵采油系统中的重要组成部分,行星齿轮传动是根据行星轮系的工作原理来实现机械减速的。系列化设计技术是一种现代设计技术,对这一技术的应用研究将有非常重要意义。本文在分析了潜油螺杆泵采油系统组成、工... 详细信息

行星齿轮减速器是潜油螺杆泵采油系统中的重要组成部分,行星齿轮传动是根据行星轮系的工作原理来实现机械减速的。系列化设计技术是一种现代设计技术,对这一技术的应用研究将有非常重要意义。本文在分析了潜油螺杆泵采油系统组成、工作原理及其特点的基础上,研究了行星齿轮传动用于潜油螺杆泵系统中减速器的可行性,探讨了潜油行星齿轮减速器的设计过程,并将系列化设计技术应用于减速器的设计。在完成潜油行星齿轮减速器的设计后,应用UGNX表达式编写了行星齿轮传动部分的数字化程序,总结和提出了基于UGNX的潜油行星齿轮减速器三维特征造型和设计数据共享技术;基于MATLAB对行星齿轮传动进行了优化设计;利用UGNX可视化参数编辑器实现行星齿轮传动部分的系列化设计。在以上工作的基础上,将虚拟装配和运动仿真等现代机械设计方法应用于潜油行星齿轮减速器的设计中,利用UGNX软件生成的各零件通过虚拟装配实现减速器产品的数字化模型,通过运动仿真分析结果验证了行星齿轮传动应用于潜油螺杆泵采油系统中的可行性和正确性。综上,本文促进了潜油行星齿轮减速器理论研究的进一步发展,并且为潜油行星齿轮减速器及相关产品的后续研发提供了一种新思路,对该类传动的推广应用具有一定的指导意义。

关键词：潜油行星齿轮减速器系列化设计 UGNX

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木塑门窗造型及其系列化设计研究

木塑门窗造型及其系列化设计研究

作者：杨冰冰东北林业大学

学位级别：硕士

随着国际能源危机的进一步升级,循环深入地性地利用资源,并减少生活中的能源损耗成为时代发展的必然趋势,因此利用回收塑料和植物纤维剩余物制造高性能的建筑门窗,在节能领域具有重要意义。此外,时代飞速进步的同时,人们的文化素养和审... 详细信息

随着国际能源危机的进一步升级,循环深入地性地利用资源,并减少生活中的能源损耗成为时代发展的必然趋势,因此利用回收塑料和植物纤维剩余物制造高性能的建筑门窗,在节能领域具有重要意义。此外,时代飞速进步的同时,人们的文化素养和审美情趣在不断提升,审美标准也在朝着多元化的方向发展,所以创造具有艺术价值的、系列化的造型样式将是木塑门窗设计的前进方向。本文以木塑门窗为研究对象,主要进行两个方面的研究：第一,木塑门窗的造型设计研究;第二,木塑门窗的系列化设计研究。通过研究得出以下结论：(1)木塑门窗造型设计研究采用二维定量网格并结合常数列的数学法则、等差数列法则以及对称性的原则,建立了均匀式、双向递进式、复合式的一体型面造型设计方案。均匀式型面的设计效果极具规范性;双项递进式的设计既具有律动的节奏感又形成了对称的均衡感;复合式的设计效果既起伏变化又协调统一。运用等分法、等差数列的数学法则、常数列的数学法则,建立了包边和无包边形式的型面嵌合造型设计方案。包边镶嵌的表面尺寸比例适当、装饰线条具有渐变的韵律、主次得当,具备稳固的造型特征;无包边嵌合具有对称美感特征,装饰线条整体感较强烈,型面具有稳重而内敛的艺术特征。运用可通约矩形和非通约矩形的数学比例,结合建筑模数和建筑门窗洞口尺寸的相关规定,建立了矩形木塑门窗的立面尺寸体系,所形成的矩形门窗几何关系明确,数理清晰,便于木塑门窗立面的分格设计。采用矩形内分法、平方根等分法、双边等分法并结合变化与统一的形式法则,建立了矩形条件下的木塑门窗立面分格设计方案,所形成的分格形状含有与原始矩形相同的比例因子,整体比例十分协调,并且变化有序。(2)木塑门窗系列化设计研究采用二维定量网格并结合等差数列和三等分的数学方法,提出了型面渐变形状系列化和旋转形状系列化设计方案。渐变形状系列化和旋转形状系列化的视觉效果统一,是一种外部形状具有相似性,内部构造完全相同的系列化样式。采用二维定量网格并结合等差数列和常数列的数学法则,提出了立面轮廓装饰系列化设计方案,轮廓装饰系列化设计具有渐变的造型特征。运用二维定量网格的设计方法、等差数列的数学方法、并结合对称原则,得出了木塑窗立面轮廓的曲线形和直线形系列化设计方案,曲线形立面轮廓的形体流畅、过渡自然,是一种造型相似、构造相同的系列化设计样式,直线形立面轮廓具有逐渐变化的特征,是一种外部形状具有相似性的系列化样式。运用二维定量网格的设计方法,并结合图形平移和对称性原则,提出了木塑门立面装饰系列化的设计方案,设计效果极具条理性并且变化丰富。

关键词：木塑门窗定量设计造型设计系列化设计

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毛针织服装电熨斗系列化设计方法研究

毛针织服装电熨斗系列化设计方法研究

作者：张其增湖北工业大学

学位级别：硕士

在市场中各类商品竞争极为激烈,各种产品的功能、形态也逐渐趋同,如何体现品牌的差异化从而树立品牌形象,成为现代企业产品开发的一项重大难题。本文主要以毛针织服装除绒熨烫一体机为突破口探讨产品系列化设计的定义、特点、重要性、... 详细信息

在市场中各类商品竞争极为激烈,各种产品的功能、形态也逐渐趋同,如何体现品牌的差异化从而树立品牌形象,成为现代企业产品开发的一项重大难题。本文主要以毛针织服装除绒熨烫一体机为突破口探讨产品系列化设计的定义、特点、重要性、分类等。通过毛针织服装电熨斗的系列化设计案例,总结研究系列化的设计理论与设计方法,通过小家电产品的系列化设计来探讨产品系列化设计的方法以及产品系列化设计的优势所在,为今后的设计提供一些借鉴。本文主要在熨斗的功能性、外形、结构、颜色、材质等方面来阐述产品系列化设计。通过系列化设计来满足不同消费者的个性化需求,提升产品的差异化,提升品牌识别度。通过对系列化设计的研究来引导企业的产品研发,减少企业生产风险。通过对毛针织服装电熨斗的设计分析来阐释系列化设计理念。系列化设计具有缩短制造周期、降低产品制造耗费成本、丰富产品形式、提高产品生产效率、快速适应市场环境等优点,能够为企业带来更多的经济效益,提高企业的产品竞争力和市场占有率。通过调查得知产品的系列化设计可以使企业在一种基本型产品的基础上,快速的发展起同系列的相关产品,在市场中占领优势。同时还可以延长产品的使用周期,全面综合地利用企业的生产设备资源,实现资源优化。除此之外,通过系列化设计的产品,在产品陈列的时候也会更加的具有优势,更能引起消费者的注意,提高产品的辨识度加深记忆,从而扩大影响,促进销售,最终提升企业的品牌效应。毛针织服装由于其穿着舒适且美观大方,自身保暖性强一直以来备受消费者的青睐,但由于其纺织材质工艺的特殊性经常会出现易起球、易粘尘、不耐磨等弊端,在很大程度上直接影响了毛针织服装穿着的舒适程度和整洁性,最终影响了着装效果和生活品质。针对以上存在的问题和服装整烫时对毛针织服装面料的特殊需求。笔者对日用服装除绒整烫设备进行了创新,设计了一款集熨烫、除绒、梳绒为一体的多功能家用便携式一体机,并以此为基础样机进行延伸设计出一系列熨烫产品。本系列产品以人们的不同需求为主线进行针对性设计,有效地解决了毛针织服装在日常穿着中所出现的问题,本系列产品基本可以满足消费者的个性化审美、功能性使用等需求。

关键词：专用熨斗设计方法系列化设计

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汽车球笼式等速万向节基本参数的系列化设计

轴承 2018年第7期 12-15页

作者：石宝枢邱胤原许承龙浙江向隆机械有限公司浙江宁波315311 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

针对汽车球笼式等速万向节类型急剧增加的现状,为实现综合的最佳标准化效果,需进行系列化设计。首先确定了汽车球笼式等速万向节的结构主参数及其上、下限,列出了若干基本参数,然后对最有代表性的基型产品进行设计,进而对20个系列产品... 详细信息

针对汽车球笼式等速万向节类型急剧增加的现状,为实现综合的最佳标准化效果,需进行系列化设计。首先确定了汽车球笼式等速万向节的结构主参数及其上、下限,列出了若干基本参数,然后对最有代表性的基型产品进行设计,进而对20个系列产品的基本参数进行系列化设计,并阐述了产品系列化设计的作用。

关键词：球笼式等速万向节主参数基本参数系列化设计

新型结构微孔膜滤板系列化设计及选型软件开发

维普期刊数据库

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新型结构微孔膜滤板系列化设计及选型软件开发

作者：魏民安徽工业大学

学位级别：硕士

伴随一系列重工业如冶金、采矿、水泥、建筑等行业的迅速发展,大量空气污染物遭到排放,空气污染日益严重,因此,高效低阻的除尘设备就变得尤为重要。袋式除尘器因具有除尘效率高以及运行成本低等优点被广泛应用在除尘领域。然而传统的袋... 详细信息

伴随一系列重工业如冶金、采矿、水泥、建筑等行业的迅速发展,大量空气污染物遭到排放,空气污染日益严重,因此,高效低阻的除尘设备就变得尤为重要。袋式除尘器因具有除尘效率高以及运行成本低等优点被广泛应用在除尘领域。然而传统的袋式除尘器对高湿粉尘清灰效果较差,本课题组由此设计出一种新型结构微孔膜滤板除尘器,该除尘器使用的是新型结构微孔膜滤板。与常规滤板相比,该滤板具有过滤面积更大、压力损失更低、对高湿粉尘清除效果更好等优点。因此,该新型结构微孔膜滤板的推广能有效地降低空气污染物的排放,进而为环保事业做出贡献。为了推广该滤板,需要对新型结构微孔膜滤板进行系列化设计。本文以新型结构微孔膜滤板的系列化设计及选型软件开发为目标,对其进行了一系列的研究。首先以滤料特性、过滤风速、清灰方式、喷吹压力、除尘器结构以及粉尘负荷为评价因子,利用层次分析法和专家调查法对新型结构微孔膜滤板的主要性能参数,即过滤效率、压力损失、处理风量、清灰效果、经济性进行权重分析,以此获得滤板性能参数的重要性排序;其次,在新型结构微孔膜滤板性能参数权重排序的基础上,利用实验和数值模拟技术结合正交试验对滤板的清灰和过滤性能进行研究,分析结构参数对其清灰性能和过滤性能的影响并进行结构优化;然后,根据系列化设计的方法,使用尺寸变化设计对新型结构微孔膜滤板进行系列化设计并建立产品数据库;最后,使用Java Script语言结合产品数据库对该滤板进行选型软件的开发。通过上述分析,得出如下成果:(1)使用层次分析法和专家调查法对新型结构微孔膜滤板的性能参数进行权重分析,计算结果表明:在6个评价因子中,其权重大小排序为滤料特性>除尘器结构>粉尘负荷>过滤风速>清灰方式>喷吹压力;5个性能指标权重排序为过滤效率>压力损失>清灰效果>经济性>处理风量。(2)对新型结构微孔膜滤板进行数值模型验证,结果表明:滤板平均峰值压力以及除尘器压力损失的实验值与模拟值误差分别为19.11%和10.3%;证明了三维稳态流动模型、标准k-ε双方程模型以及多孔介质模型适用于该新型微孔膜滤板的过滤及清灰性能的数值模拟。(3)搭建新型结构微孔膜滤板清灰实验装置并建立不同结构参数的新型结构微孔膜滤板清灰数值计算模型,利用实验和数值模拟对其清灰性能进行研究,其结果表明:滤板侧壁峰值压力随着高度的下降出现先增大后减小的趋势,随着脉冲宽度的增大,滤板平均峰值压力也随之增大,为了防止气量的浪费,宜选择脉冲宽度T=100ms;为了使滤板在满足清灰需求的同时能拥有较好的过滤性能,宜使用外扩角α=24°,长度L=1400mm,滤板宽度L=1200mm的滤板。(4)建立起不同结构参数的新型结构微孔膜滤板除尘器模型,对新型结构微孔膜滤板结构参数对过滤性能的影响进行研究,其结果表明:滤板外扩角、滤板长度、滤板宽度过大或过小都会降低除尘器的过滤性能,对不同结构参数的滤板进行过滤性能的研究,得到最优结构为滤板外扩角α=24°,板长度L=1400mm,滤板宽度L=1200mm。(5)在新型结构微孔膜滤板性能权重分析与结构优化的基础上,对该滤板进行系列化设计并建立产品数据库;最后,使用Java Script语言开发出该滤板的选型软件,为新型结构微孔膜滤板的推广与应用提供基础。

关键词：新型结构微孔膜滤板权重分析清灰性能过滤性能系列化设计

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相似理论在振动筛系列化设计中的应用

相似理论在振动筛系列化设计中的应用

作者：白长玉济南大学

学位级别：硕士

相似设计理论的提出在一定程度上促进了产品的改进和创新。现今这一理论被应用在很多方面,如流体力学、传热学、船舶力学以及航空动力学等问题,但是这一理论在振动筛设计方面的应用却很少。本课题主要针对振动筛,基于相似理论进行相似... 详细信息

相似设计理论的提出在一定程度上促进了产品的改进和创新。现今这一理论被应用在很多方面,如流体力学、传热学、船舶力学以及航空动力学等问题,但是这一理论在振动筛设计方面的应用却很少。本课题主要针对振动筛,基于相似理论进行相似系列化设计研究,找出振动筛的系列化设计方法,进而提出振动筛的相似设计条件。振动机械产品系列化设计工作量很大。本文将相似理论引入系列化设计工作,以某一特定产品为原型(以振动筛为例)进行系列化设计,推导出了振动筛的相似准则,使得系列化设计变得更科学有效。具体研究方法和内容主要有以下几个方面:⑴研究相似理论为指导思想的产品系列化设计方法,讨论了国内外相似设计的研究现状,分析了相似设计理论的发展方向,指出了相似理论在振动筛系列化设计方面的可行性及其经济效益。⑵在讨论了相似理论三定理的基础上,分析了三种相似准则推导方法,即定理分析法、方程分析法和量纲分析法。总结了三种分析方法的优点与不足,最终确定了用量纲分析法作为振动筛相似准则的推导方法。⑶通过量纲分析法对振动筛的物理参数进行了相似准则的推导,并建立了量纲矩阵。通过量纲矩阵得到了π因子,并进一步建立了各个物理参数的相似常数表达式。以不同截面形状的悬臂梁为例,验证了各个物理参数相似常数的正确性。然后,分析了影响振动筛性能的主要参数,通过优选这些参数,得出最佳的原型。最后,根据相似比r及相似常数,建立了相似模型振动筛。⑷运用有限元软件,对模型振动筛和原型振动筛进行模态分析,得到前六阶固有频率与振型。并通过推导出的相似常数进行差异性计算,得到了模型振动筛与原型振动筛的差异值,通过分析,造成这种差异性的原因是模型简化、增加结构件和支持筋板。最后通过谐响应分析,得到了模型振动筛在频率为16Hz工况下的动应力和应变,通过与原型振动筛的对比,验证了相似准则以及相似常数的正确性。而且应变满足许用值。⑸通过分析振动筛性的运动学参数以及设计参数,选取振幅A和激振频率f和板材厚度d作为试验因素进行正交试验,得到了9组试验数据。数据处理和方差分析表明,在所研究参数变化范围内,振幅A对振动筛性能影响最大,其次为板材厚度d,激振频率f影响最小。因此,在尽量降低振动筛生产成本的前提下,通过正交试验分析,得到了最优设计方案是激振频率为16HZ、振幅为4.5mm和板材厚度为10mm。

关键词：相似理论系列化设计振动筛量纲分析法正交试验有限元法