摘要：采用均匀化方法,以宏观结构柔顺度为优化目标,开展了多相多孔材料/结构的集成优化设计。借鉴仿生思想,提出两尺度材料/结构构成模型,归纳出微结构精细设计的选择判据。结合伪密度法和周长控制消除了多相材料分布的棋盘格。采用分层优化方法并结合算例研究了实体材料模量相对比值、材料组分变化对优化结果的影响。计算结果说明所提出的结构构成模型能有效地应用于多相多孔材料/结构的优化设计,为新型多功能材料/结构的设计拓宽了思路。

摘要：为提高金属切削加工的精度,研究了计算机辅助夹具设计系统在定位方案自动化设计中的应用,建立了定位方案的生成式逐点设计方法。基于齐次线性方程组解的存在性,建立了定位正确性的理论条件,并根据几何空间约束条件,推出了定位正确性的工艺条件。基于分布迭代思想,提出了逐个选择定位基准并在其上逐个布局定位点的生成式逐点设计方法。通过典型实例讨论了该方法的分析应用过程。

摘要：在夹具设计中,为了分析与计算定位误差,保证工件的加工精度,提出了基于矢量角度和优化技术的定位误差自动算法。首先通过工件与夹具的装配结构关系,建立了经过接触点的定位误差尺寸链搜索方法;然后基于矢量角度的推算,将定位误差尺寸链转化为有约束优化问题,以实现定位误差的自动计算。该方法为计算机辅助夹具设计系统的开发提供了基础理论。

摘要：作为整个夹具设计中最为复杂和抽象的环节,装夹布局方案的规划直接影响着工件的加工质量、生产效率和制造成本。为此,在前期关于基于层次分析法与定位确定性的工件定位方案规划算法的研究基础上,进一步建立了一种基于逼近理想解排序法(TOPSIS)和基于分解的多目标进化算法(MOEA/D)的夹紧方案设计方法。首先,通过建立选择夹紧表面的层次结构模型,提出了计算候选夹紧表面贴近度的TOPSIS方法。其次,考虑到工件稳定性和装夹变形的双重因素,建立了同时满足夹紧阶段和加工阶段的装夹布局多目标优化模型,在利用切比雪夫方法对多目标函数进行正对性分解的基础上,构建了夹紧方案多目标优化模型的MOEA/D求解方法。最后,利用建立的方法设计出非规则零件钻孔用的装夹布局方案,并与现有夹具结构方案进行对比和分析,结果表明设计方案与现有方案完全吻合。基于TOPSIS和MOEA/D的夹紧方案规划算法易于编程实现,既能为任意工件合理地规划出夹紧方案,也能为计算机辅助夹具设计系统的开发提供理论支持。

摘要：提出了一种基于夹具实例库的定位元件方案设计方法。首先,根据定位基准表面上的定位点数目,构建了定位元件方案的工艺信息匹配度。其次,根据工件自身的几何拓扑关系,提出了工件的面、线、点3个层次的几何信息匹配矩阵,构造了工件的适应度及其相应的权重。再次,结合定位元件方案的工艺信息,建立了定位元件方案的决策匹配函数。最后,利用典型实例说明定位元件方案自动匹配算法的详细应用过程。

摘要：复杂型面零件的装夹是机械制造领域中的一个难点问题。零件装夹的确定依然取决于设计者或专家的经验与知识水平,难以满足日益增长的形状复杂零件的高精度加工要求。为此,首次系统地提出了一种装夹参数的确定算法。基于质点运动的速度合成原理和齐次线性方程组的解的性质,建立了定位正确性判定算法,以确定可行的定位点数目及其布局;基于静力平衡条件和齐次线性方程组的解的存在性,建立了零件加工稳定性分析模型及其算法,从而实现夹紧力大小、作用点、作用顺序的优选。该方法不仅能够验证夹具装夹方案的可行性,而且还能供装夹参数的合理设计时参考。

摘要：针对计算机辅助夹具设计的设计质量仍取决于设计者或专家的经验与知识水平、难以得到最优设计结果这一现状,建立了基于工件位置偏移与定位源误差之间关系的定位方案运动学模型,提出了定位方案的优化设计准则,从而改变了传统夹具设计中定位方案的经验性设计模式。通过实例说明了定位方案的稳健优化过程。研究结果表明,基于运动学模型的定位方案优化方法可以提高定位质量。在汽车、航空航天等制造领域中,定位方案的优化方法具有理论与应用价值。

摘要：为提高夹具定位的设计效率,建立了定位方案的修订式设计算法。根据定位正确性的理论条件和工艺条件,修订式定位方案的设计方法涵盖了三种不合理定位方案的修订算法,并利用三个典型实例详细说明了修订式设计方法的应用过程。该修订式设计方法仅涉及到工件定位点处的法向量信息,适用于复杂形状工件的定位方案分析和设计。

摘要：合理地确定夹紧力是夹具设计过程极为重要的环节,为此对工件处于稳定状态的约束条件进行了系统研究,提出了夹紧力的优化设计算法.首先,基于螺旋理论建立了工件稳定性模型.其次,基于最小范数原理,提出了夹紧力的优化设计模型.在摩擦锥线性转化以及变量非负转换的基础上,提出了夹紧力的优化设计松弛为线性规划问题的求解方法.最后,以典型的"3-2-1"定位方案为例,分析了其夹紧力优化设计的全过程.分析结果表明:基于最小范数原理的夹紧力优化算法简便易行,实验数据可靠,不但改变了一般工艺中夹具设计的经验性方法,而且也丰富了夹具设计的基础理论.