一、面向对象的精密机床主轴多目标优化设计CAD系统（论文文献综述）
门川皓[1]（2020）在《极端工况旋转机械高参数摩擦副设计平台研究》文中认为随着旋转机械设备朝向大型化、精密化发展,应用于高速、高压、高温等极端工况下的高参数摩擦副设计研究愈发重要,但是目前存在着设计方法分散、设计软件科学化程度低的问题,设计能力较为薄弱。本文以极端工况旋转机械摩擦副为研究对象,针对高参数摩擦副设计的标准化和科学化要求,开展了高参数摩擦副设计平台的研究。本文的主要研究内容如下:首先,为了对设计平台所需的多源知识进行梳理,提高知识的获取效率,降低设计平台的开发难度,本文结合知识流理论对设计平台中的摩擦学知识进行梳理,建立了设计平台摩擦学知识一体化集成框架。利用功能-质量-约束分析方法对设计平台的设计需求进行分解,并通过公理设计方法对设计平台进行功能分解及模块划分,建立了高参数摩擦副设计平台模型。其次,以设计平台模型为基础,对各个模块分别进行了实现,利用MATLAB GUI完成了设计平台的编制。研究了设计平台内数据流动及数据储存方式构建了基本功能模块,设计了注册用户及非注册用户的登录使用方法构建了功能保障模块,将设计平台与各计算软件相对接构建了扩展模块,设计了智能建议系统及远程服务系统构建了智能模块。通过高速静压轴承、高速高压机械密封及大直径低速重载推力轴承三个设计实例对设计平台进行了评测,证明了设计平台的可行性,并分析了设计平台的优化方向。最后,为对设计平台进行扩展与补充,增加设计平台结果的可靠性,对高参数摩擦副试验展开研究。对卧式半尺寸滑动轴承试验台进行了改造,设计了电主轴与齿轮箱联合驱动方案,构建了高速静压轴承试验台;在机械密封试验台中增加了两相流检测装置及高温装置,构建了高参数机械密封试验台;通过模块划分的思想,将电磁加载作为加载方案构建了重载推力轴承试验台。综上所述,本文研究了极端工况旋转机械摩擦副设计平台的开发及相应的高参数摩擦副试验。所获研究结果表明:采用知识流及公理化设计方法,可有效提高知识的获取效率,降低高参数摩擦副设计平台的开发难度。通过对高参数摩擦副试验台进行设计,可将试验数据与设计平台结果相结合,提高设计结果的可靠性。所构建出的设计平台能够提高高参数摩擦副设计的科学性,并可为其他设计平台的设计提供参考。
姜雪[2]（2020）在《Stewart并联机构数字化设计技术研究》文中指出在全面发展海洋国家战略以及智能化设计高速发展的背景下,本文以国家自然科学基金“基于混联机构的舰船载液压伺服稳定输送平台关键技术研究”为依托,针对Stewart并联机构设计周期长、设计效率偏低等问题,围绕数字化设计平台开发进行系统性研究。本文为了实现Stewart并联机构的快速研发设计,达到减小设计成本、提高设计质量的目的,通过对Stewart并联机构数字化设计技术的研究,构建可行、操作性高的数字化设计平台,为增强国家海洋实力提供助力。本文主要内容及特色如下:为数字化设计平台提供理论基础。以6-UPS型并联机构为例,在完整运动学反解基础上,采用虚功原理的方法进行动力学分析;以灵巧工作空间作为约束条件,将基于运动学传统雅克比矩阵的条件数和可操作度作为性能评价指标,采用NSGA-Ⅱ算法对机构参数进行多目标优化,获得机构尺寸参数最优解集。为数字化设计平台构建软件框架。通过分析Stewart并联机构的传统设计流程,针对数字化设计平台开发,选择合适的软件开发生命周期,进行功能需求分析,运用软件工程学知识,构建系统框架,建立功能模型、业务模型与数据模型。为了实现数字化设计平台的基本功能,结合商用软件和平台功能需求,进行关键功能开发,通过数字化设计平台与各商业软件的集成技术,实现在平台内部进行Stewart并联结构参数化设计。为了实现数字化设计平台的可操作性与系统性,基于C++语言,依托于平台基本框架和功能进行编译,形成Stewart并联机构的数字化设计平台。以Stewart机构的实际设计为案例,论证数字化设计平台的可行性与实用性。本文以构建开放性并联机构数字化设计平台为目的,深入研究Stewart机构相关机构学理论及数字化设计流程,运用系统的软件工程知识和商用软件集成技术,基于编程语言C++,搭建可独立运行、添加功能的数字化设计平台。
王俊强[3]（2017）在《机床整机结构方案设计系统及其关键技术研究》文中认为高档数控机床是军工、航天、航空及机床制造等行业精密零件加工的必需设备,保证国防和尖端工业发展的战略性基础装备,体现了一个国家先进制造技术的综合水平。高刚度、高动态性能及轻量化的机床结构,是高效及高精度加工的有力保证。因此,整机结构方案设计是机床设计过程中的关键。然而,传统的依赖经验、直觉及试错式的机床整机结构设计过程,必然导致设计过程反复,同时难以保证设计质量。针对上述问题,本文搭建了整机结构方案集成设计框架,提出基于拓扑结构模型的整机概念设计方法,面向装配及有限元分析的零部件建模方法,基于关联特征的参数化建模方法,基于分析特征的CAD/CAE集成方法,形成了支持机床整机结构自顶向下设计的系统化方法体系。论文主要工作如下:提出了可实现基于知识设计、多阶段设计优化及CAD/CAE集成相结合的机床整机结构设计优化框架。为实现该框架,提出拓扑结构模型的概念,包括骨架模型、刚度模型及参数化动力学模型,用于集成特定拓扑结构机床的概念设计知识。形成了基于拓扑结构模型的两阶段整机结构方案设计流程。在概念设计阶段,首先,基于骨架模型的内嵌设计约束及外部推理,初步确定影响整机性能的关键尺寸参数;借助刚度模型和参数化动力学模型,通过静动刚度匹配设计,获得合理的结构件/功能部件刚度和质量。在第二阶段,以第一阶段获得的结构件/功能部件尺寸、刚度及质量为约束,指导功能部件选型及结构件参数优化。提出基于拓扑结构模型的整机概念设计方法。首先,建立支持整机结构设计的多级参数化骨架模型。通过系统化组织构成骨架模型的几何要素与非几何要素,骨架模型可有效集成特定机床的拓扑结构知识及几何建模知识。其次,提出可实现基于推理信息模型和IF-THEN规则的设计知识推理与内部约束求解相结合的整机关键设计参数的智能决策方法。最后,基于刚度模型及参数化动力学模型,给出了可实现结构件/功能部件的刚度与质量优化分配的技术流程。提出了整机结构方案快速设计方法。首先,提出了面向装配与有限元建模的功能部件建模方法。在几何模型层面,构建了零部件简化的CAD模型,在支持设计方案表达的同时,方便有限元网格划分及结合面建模;在信息模型层面,通过添加材料属性、结合面力学性能参数,满足CAD/CAE对信息集成的需求。其次,建立了典型机床结构件参数化模板,形成了结构件多目标优化设计的技术流程。最后,提出了基于关联特征的参数化建模方法。借助商用CAD系统提供的API函数,通过提取接口特征信息,自动创建相应的安装特征及装配特征,有效保证CAD模型的关联性。在上述工作的基础上,借助商用CAD软件分布式设计功能,形成了以多级参数化骨架模型为核心,支持功能部件选型及结构件设计与优化的整机结构方案设计流程。提出基于分析特征的CAD/CAE集成方法。首先,在系统归纳典型机床结合面有限元建模策略的基础上,将机床整机结构的有限元模型抽象为由若干组“实体单元”及由若干组“弹簧阻尼单元”构成的结合面连接而成的统一整体。在此基础上,提出了分析特征的概念,定义了“实体”及“结合面”两类关键分析特征,建立了机床整机结构面向对象的分析特征模型。其次,基于识别特征提取技术,提出基于装配特征及接口特征间的分析特征提取方法。该方法可有效集成结合部有限元建模知识,并实现CAD模型与CAE模型的关联。最后,借助于特征映射技术,提出了基于分析特征模型的有限元软件脚本语言代码的自动生成方法。由于对于每种类型的分析特征都对应着唯一的脚本语言代码段,因此,通过分析特征映射,脚本代码段重组,可获得用于整机有限元建模、分析任务创建及分析结果后处理的脚本语言代码,进而有效实现有限元建模及分析的自动化。基于以上工作,基于Pro/E API、Visual C++和Microsoft Access数据库,开发了机床整机结构集成设计系统。分别以两台框中框结构卧式加工中心的设计与改进设计为例,验证本文提出的设计理论及方法设计及设计框架的可行性、有效性。
罗晓燕[4]（2016）在《大型龙门铣床横梁参数化建模及多目标优化》文中研究说明大型龙门铣床是机械加工制造重要设备之一,以快速、高精度而着称,其横梁跨距大,易引起加工的不稳定,因此相关设计人员长期致力于对大跨距横梁的性能研究。随着CAD、CAE软件高度智能化、集成化,用有限元分析软件来建立机床部件有限元模型,对其实际加工工况进行模拟和仿真,为以后的改进和优化提供指导依据。本研究以汉川数控机床股份公司正研制的某大型龙门铣床为出发点,该铣床是我国自主研发的机械设备,样机试制成功后,发现精度未能达到设计要求,分析其目前存在的问题,总体来看机床设计研发起点较高,但综合性能尚需提高,主要问题之一是横梁结构不够合理,引起加工工件的精度不达标。如果能解决这一问题,将极大的提高该产品的国际竞争力。本论文使用主流建模软件Solidworks对横梁进行参数化建模,应用大型CAE软件ANSYS Workbench对横梁进行了静、动态有限元分析,分析结果表明横梁静态性能能够满足要求,但是动态性能却欠佳,原因是一阶模态易于被激发,考虑对横梁进行优化分析,以一阶模态和质量为优化目标,用Ansys Workbench的Design Exploration模块进行基于响应面法的多目标优化,优化结果表明横梁的一阶模态提升2.4%,质量降低7.2%,横梁的多目标优化使产品的使用性能和经济性两方面得到提高。最后用Shape Optimization（Beta）对横梁的上顶面进行了去除材料分析,为后续分析提供了思路。
田建伟[5]（2016）在《精密卧式加工中心整机结构方案设计与集成优化》文中进行了进一步梳理机床整机结构方案设计是机床设计的关键环节。在早期设计阶段,实现整机及基础大件性能优化,发现合理的机床结构设计方案,可显着减少后续详细设计的反复,对于提高机床整机结构设计质量与效率具有重要的意义。针对上述问题,本文提出一种精密卧式加工中心整机结构方案设计与集成优化方法,该方法可应用于机床方案设计阶段,用于机床结构方案设计,也可用于机床结构的改进设计,提升机床性能。主要研究内容与结论如下:首先,基于响应面法、多目标优化算法和CAD/CAE集成方法,提出了机床结构方案设计与集成优化方法。详细介绍了在多学科优化设计软件iSIGHT环境下集成Pro/E与ANSYS的技术流程,搭建了基于iSIGHT的CAD/CAE集成框架。其次,基于自顶向下设计方案开展卧式加工中心的整体方案设计,基于整机及结构件骨架模型建立机床结构设计方案;基于Pro/Program对Pro/E进行二次开发,并完成机床关键结构件参数化方案设计。再次,针对CAD/CAE/i SIGHT集成的协同优化关键技术,重点阐述CAD参数化模型模板文件及基于APDL的有限元建模及分析模板的创建,有效集成参数化建模知识、仿真分析知识;综合利用实验设计、响应面拟合及多目标优化算法,形成了以结构件关键设计参数为变量,静动态特性及质量为目标的优化技术流程。最后,基于上述技术及方法,结合具体实例,完成了精密卧式加工中心关键结构件方案设计与优化;并通过对比优化前后整机的有限元分析结果,验证了机床整机结构方案设计和集成优化的正确性和可行性。
李磊[6]（2015）在《船用柴油机关键件多学科设计优化方法研究》文中认为随着现代船舶对船用柴油机综合性能要求的提高,要求在其设计开发过程中综合考虑各学科之间的耦合,提高船用柴油机的整体设计水平。本文针对船用柴油机关键件设计优化问题,结合复杂系统建模理论,构建了基于多学科设计优化（Multidisciplinary Design Optimization, MDO）的船用柴油机关键件多学科协同设计总体技术框架,对其涉及的复杂系统建模与分解、多学科优化模型处理、多目标优化决策等关键技术问题进行了研究。在此基础上,结合CAD/CAE/CAO一体化集成的产品协同设计思想,开发了面向船用柴油机多学科设计优化的快速设计集成系统平台,从而有效地支持我国船用柴油机的设计和开发过程。论文开展的主要研究内容和成果包括：（1）基于复杂系统建模理论,提出了船用柴油机关键件多学科协同设计优化总体技术框架,分析了相关关键技术,并建立了多层次的船用柴油机关键件多学科设计优化模型及其求解策略。分析了船用柴油机结构设计涉及的结构强度、振动和热学等学科设计要求,并从“产品级-系统级-部件级-零件级”四个层次对其结构设计的性能耦合与设计分析手段进行解析。（2）针对复杂系统多学科设计优化的学科分析模型的精度问题,提出了考虑复杂结构结合面特性的多学科性能精细化仿真建模方法,并通过静、动力学实验对组合结构的非线性特性进行了系统研究；针对仿真分析模型的可重用性问题,提出了基于主模型的MDO多视图建模方法,实现了基于多视图模型的船用柴油机关键件多学科设计优化。（3）针对多学科设计优化的效率和精度的协调问题,提出了基于数据挖掘和知识发现的多学科优化模型约简方法。结合试验设计和代理模型技术,完成了柴油机运动机构多学科优化模型的简化,实现了船用柴油机等复杂产品多学科优化过程的精度和效率的有效协调。（4）针对多学科设计优化中的目标决策问题,对经典的多目标进化算法进行了比较研究,选取典型测试函数对其Pareto最优化解集的分布性、鲁棒性和运行效率等性能进行综合了评价；提出了基于稳健性设计的多目标组合优化策略,提高了优化算法的搜索效率和优化解的可行性。以船用柴油机凸轮机构的优化设计为对象,验证了多目标优化策略和优化目标决策方法的有效性。（5）针对船用柴油机多学科设计优化的多学科协同和过程集成问题,提出了面向多学科设计优化过程的CAD/CAE/CAO一体化集成技术,开发了船用柴油机多学科设计优化系统平台,实现了复杂产品多学科设计优化过程的集成和模型重用,优化了国内船用柴油机制造企业的设计开发模式。
张永杰[7]（2015）在《永磁直流电动机CAD系统开发与优化设计研究》文中研究说明永磁直流电动机的研发和设计离不开电机CAD技术,CAD技术能够大大缩短电机研发设计的周期,减少电机设计人员工作量,提高设计精度。国内不少中小型电机生产厂家对高集成度、功能较为齐全的永磁直流电动机CAD系统有着较为迫切的需求。本课题研究工作的主要目的是对永磁直流电动机CAD系统进行设计与开发,并通过分析和选用优化算法对电机进行优化设计研究。本文完成的主要研究工作可分为以下几个方面：1.研究并整理电机设计理论知识,查阅大量文献和资料,以国内某电机研究所提供的永磁直流电动机各计算模块的计算公式为基础,对永磁直流电动机设计中影响电机性能的主要部件如磁钢、电枢冲片等进行了介绍与分析,建立了永磁直流电动机设计模型。2.针对国内永磁直流电动机CAD系统的需求现状,本文对永磁直流电动机CAD系统进行了详细的需求分析,建立了完整的系统框架。应用VB编程语言和VB6.0编程平台对CAD系统进行了编程开发,并对AutoCAD进行了二次开发实现CAD系统的电机部件绘图功能。应用插值法和迭代法解决编程中遇到的算法问题后,本文设计并开发完成的CAD系统具有校核计算功能、新设计计算功能、数据库管理功能、电机工作特性曲线绘制功能和电机部件绘图功能等。在CAD系统设计开发完成后,对CAD系统进行了测试,通过与国内某电机研究所提供的设计算例进行对比,验证CAD系统的可靠性。3.在实现了系统的基础功能后,本文分析研究了影响永磁直流电动机性能的主要可变设计参数,对电机优化设计中的优化目标、优化设计变量以及约束函数进行了分析研究。本文对比研究了传统优化算法中正多面体法和现代智能优化算法中的粒子群法,对两种优化算法编程后进行电机优化计算的实验和对比,分析比较了两种优化算法的优劣,对优化算法在电机优化设计中的适用情况进行了分析讨论,并完成了优化设计模块的开发。综上所述,根据本文的研究工作,作者设计并开发了一个完整的永磁直流电动机CAD系统,该系统人机界面交互友好、集成度高、功能齐全。在此基础上本文还进行了电机优化设计和优化算法的研究和对比,得出永磁直流电动机优化设计的适用优化方案和优化算法的相关结论。本文所设计开发的CAD系统适用于电机生产厂家对小型永磁直流电动机进行设计分析,具有一定的实用价值。
王英乾[8]（2014）在《超精密机床立柱的动态分析及结构优化》文中认为微纳机床是进行微纳加工机床设备的总称,其代表着一个国家最高的工业技术水平,是高端制造产业的重要基石,决定着国家整体制造产业的核心竞争力,直接影响着国计民生。NVG-300微V型槽精密加工机床主要用于微V沟槽、微柱面槽、导光槽、背光模组及划片等超精密加工,要求×、Z轴定位精度0.5μm,Y轴定位精度1μm,加工工件表面粗糙度小于0.01μm,主轴径向跳动精度0.1μm。这类加工设备广泛应用于国防、航空、航天以及微电子等领域,是高科技产品生产加工的母机。而我国微纳加工设备的结构动态设计水平与国外有很大差距,主要依靠经验设计、试制样机、安装调试、结构修改等,开发周期较长且难以满足高速、高精度的加工要求。因此为了在短时间内开发出结构合理、高精度、低振动、低成本的微纳米机床,必须采用先进的CAE分析技术对纳米机床结构进行动态分析以及动态参数优化。立柱结构是机床的主要组成部分,其动态性能直接影响到微纳机床的加工精度。本文主要针对NVG-300微纳米机床的立柱结构展开研究,采用有限元分析的方法对立柱进行动态分析及动态参数优化,提高机床的动态刚度。主要研究工作有：微纳米机床立柱的参数化CAD建模、立柱的动态分析和模态测试（因为目前条件限制只给出模态测试方案）、立柱的动态响应参数优化（响应曲面的建立、灵敏度分析、多目标优化）。本文的创新点主要体现在如下几部分：（1）采用静、动态相结合的方法对微纳机床的立柱进行分析,首先对立柱的连接螺栓施加预紧力的条件下对立柱进行静力学分析,在此基础上对机床进行模态分析和谐响应分析,研究立柱在磨削力的作用下的磨削点和工件之间的动态刚度。（2）对立柱结构整体进行尺寸优化,把结构的设计尺寸设置为设计变量,采用中心复合实验设计方法确定有限元优化分析的样本,并且分别求解。（3）采用响应曲面法建立各个设计变量和目标变量之间的响应曲面模型,建立设计变量和目标变量之间的函数关系。（4）采用基于响应曲面法的多目标遗传算法对立柱进行结构优化,并对每个目标变量进行权衡,获得一组pareto解集,选择最佳的设计方案；采用灵敏度度分析对设计变量进行取整,便于设计和加工,取整后对立柱进行动态分析获得最终的动态参数并确定最终的设计方案。经过优化后机床立柱的质量没有增加,而机床的一、二阶固有模态明显提高,有效的提高了机床加工的稳定性,磨削点与工件之间的相对振动位移明显降低,理论上提高了机床磨削点与加工工件之间的刚度,提高了机床整机的加工精度。
云青[9]（2014）在《精密卧式加工中心关键大件多目标优化设计》文中进行了进一步梳理床身、立柱、滑板、主轴箱、滑座等关键大件为精密卧式加工中心的重要组成部分，它们对精密机床的加工性能起着决定性作用。因此，为保证机床整机结构具有良好的性能，其关键大件必须具有良好的性能。在重量轻的条件下，为保证关键大件具有足够的静动刚度，对其材料的分布、结构形状、开孔位置以及特征尺寸的合理性提出了要求。针对这些因素，有必要进行以提高关键大件的动静刚度为目标的优化。本文主要工作如下：（1）基于响应面法和遗传算法提出了机床关键大件的多目标优化设计方法。该方法通过合理的试验设计获取试验样本点，然后根据样本点及其响应值的对应关系拟合出响应面模型，最后运用多目标遗传算法的循环逼近寻优技术对响应面模型进行优化，获得Pareto最优解集。（2）基于自顶向下的设计方案对精密卧式加工中心进行布局设计，形成机床的概略设计方案，在此基础上完成了床身、立柱、滑板、主轴箱、滑座等关键大件结构的参数化建模。（3）基于SAMCEF软件建立精密卧式加工中心的有限元模型，通过对其关键大件及整机结构进行全域静刚度及模态分析，找出工况下精密卧式加工中心的薄弱环节，为关键结构大件的优化奠定基础。（4）为提高机床的静动态性能，在关键大件结构质量最轻的条件下，对大件结构进行以提高首阶固有频率、降低最大变形为目标的多目标优化设计。最后，为进一步提高精密卧式加工中心的加工性能，对其三点支撑结构进行优化设计。
王国勋[10]（2013）在《基于STEP-NC的开放式数控系统若干关键技术研究》文中指出随着数控技术的快速发展,开放化、智能化、标准化、网络化、高速高精度已成为数控系统发展的主要趋势。然而,目前的数控系统仍然使用IS06983（G、M代码）作为NC编程的数据接口,这种编程接口不包含除刀具运动信息以外的任何其他信息,已成为阻碍制造系统信息集成的瓶颈,严重制约着数控系统乃至制造业的发展。为此,新的数控编程接口标准STEP-NC被提出,它是STEP标准向数控加工领域内的扩展,其核心思想是实现了产品信息描述的标准化与完整性。STEP-NC的出现,不但为实现智能化、柔性化和开放式的CNC系统奠定了基础,而且也为CNC系统与其它系统间的信息交流和共享提供了条件。随着STEP-NC的不断发展与完善,如何将STEP-NC标准应用在数控系统的开发中,以及如何实现STEP-NC相关技术,克服IS06983的缺点,满足先进数控系统的发展需求,仍然是目前数控加工领域内待解决的问题。本文基于STEP-NC数据模型,从开放式智能化数控系统体系结构入手,对STEP-NC数控系统相关关键技术展开了深入研究,并通过仿真、实验和综合分析对所研究的方法、技术进行了验证,为STEP-NC数控系统的构建提供了理论基础,为STEP-NC相关技术的实现提供了技术基础。全文的主要研究内容如下：（1）论述课题研究的背景及STEP-NC数控系统关键技术国内外发展现状,通过分析当前数控系统存在的问题,以及STEP-NC对数控技术乃至制造业的影响,指出研究新型的基于STEP-NC的开放式数控系统及其关键技术的必要性和前沿性。（2）针对STEP-NC数控系统的开放性问题,分别从硬件系统、软件系统、数据模型等三个方面进行解决。采用“PC+运动控制器”的嵌入式双CPU硬件体系结构来解决硬件系统的开放性问题；采用基于调度软件的分层体系结构,来解决软件系统的开放性问题,并简化数控系统的开发工作。采用STEP-NC数据模型来构建数控系统,从数据模型层面解决数控系统的开放性问题。（3）针对NURBS曲线直接插补中存在的进给速度波动问题,采用自适应修正插补算法对插补点的计算精度进行控制,并对插补过程进行了仿真,结果表明该算法在保证插补周期的前提下减小插补进给速度波动率,提高插补精度；针对NURBS直接插补进给速度规划过程中所存在的计算复杂、计算量大的问题,采用基于进给速度预处理曲线的进给速度规划方法,减小实时插补周期计算任务量,从而提高插补实时性,获得更加光滑的进给速度曲线。（4）针对复杂参数曲面五轴加工刀具路径规划过程中所存在的计算量大、加工效率低以及加工精度不一致等方面的问题,采用基于等照度线的刀具路径规划方法,一定程度上减小了计算量,提高了规划效率和精度。采用基于坐标变换的五轴加工刀具干涉检测方法,解决传统的距离检测法所存在的计算量大,效率低的问题,大大减少了检测过程中的计算量,提高了加工效率。（5）针对NURBS曲线曲面求值求导计算复杂,计算量大的问题,采用基于B样条基函数系数矩阵的NURBS快速递推算法,从而减小了NURBS的曲线插补算法和刀具路径规划算法中所涉及的NURBS大量求值求导计算量,提高了插补器的性能。（6）建立STEP-NC数控加工程序的可加工性评价体系,判断目标机床是否具备加工的条件。在此基础上,采用参数自适应协同粒子群优化算法对加工参数进行多目标优化,有利于发挥机床的最大性能,同时提高加工效率、降低加工成本。
二、面向对象的精密机床主轴多目标优化设计CAD系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、面向对象的精密机床主轴多目标优化设计CAD系统（论文提纲范文）
（1）极端工况旋转机械高参数摩擦副设计平台研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究课题来源 |
| 1.2 论文研究的目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 摩擦副设计及应用研究方面 |
| 1.3.2 摩擦学软件开发及构建方面 |
| 1.3.3 摩擦副试验台设计方面 |
| 1.3.4 国内外研究发展的总结 |
| 1.4 本文研究内容与技术路线 |
| 2 基于知识流的高参数摩擦副设计平台概念设计 |
| 2.1 高参数摩擦副设计平台的知识集成 |
| 2.1.1 宏观下摩擦学知识的流动规律 |
| 2.1.2 微观下摩擦学知识的流动规律 |
| 2.1.3 设计平台摩擦学知识的一体化集成 |
| 2.2 高参数摩擦副设计平台的服务对象及设计需求 |
| 2.2.1 设计平台的服务对象分析 |
| 2.2.2 基于FQCR的设计平台设计需求分析 |
| 2.3 公理化的摩擦副设计平台功能分解及模块划分 |
| 2.3.1 基于公理化理论的设计方法描述 |
| 2.3.2 基于公理设计的高参数摩擦副设计平台功能分解 |
| 2.3.3 基于公理设计的高参数摩擦副设计平台的模块划分 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高参数摩擦副设计平台的实现 |
| 3.1 基本功能模块的构建 |
| 3.1.1 设计平台输入输出界面的编制 |
| 3.1.2 设计平台内的数据流动及储存方式 |
| 3.2 功能保障模块的构建 |
| 3.2.1 用户注册及登录功能的实现 |
| 3.2.2 非注册用户使用方法设计 |
| 3.3 扩展模块的构建 |
| 3.3.1 计算软件的选取 |
| 3.3.2 计算软件与设计平台的接口选择 |
| 3.4 智能模块的构建 |
| 3.4.1 智能建议系统的设计 |
| 3.4.2 远程服务功能的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高参数摩擦副设计平台的评测及优化 |
| 4.1 高速静压轴承的设计评测 |
| 4.1.1 设计对象分析 |
| 4.1.2 轴承结构尺寸确定 |
| 4.1.3 半径间隙及节流形式的确定 |
| 4.2 高速高压机械密封的设计评测 |
| 4.2.1 设计对象分析 |
| 4.2.2 螺旋槽槽形参数组合 |
| 4.3 重载推力轴承的设计评测 |
| 4.3.1 设计对象分析 |
| 4.3.2 推力轴承结构设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 高参数摩擦副的试验研究 |
| 5.1 高速静压轴承试验台的设计 |
| 5.1.1 现有试验基础分析及高参数改造需求 |
| 5.1.2 试验台数据采集系统设计 |
| 5.1.3 静压轴承试验台高速驱动方案设计 |
| 5.2 高参数机械密封试验台的设计 |
| 5.2.1 机械密封试验台分析 |
| 5.2.2 高参数机械密封试验台设计方案 |
| 5.3 重载推力轴承试验台的设计 |
| 5.3.1 重载推力轴承试验台设计要求分析 |
| 5.3.2 重载推力轴承试验台设计方案 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（2）Stewart并联机构数字化设计技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.2 Stewart并联机构研究现状 |
| 1.3 并联机构数字化设计平台研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 Stewart机构分析与运动学尺寸优化 |
| 2.1 Stewart机构运动学建模 |
| 2.1.1 系统描述 |
| 2.1.2 位置反解 |
| 2.1.3 速度反解 |
| 2.1.4 加速度反解 |
| 2.1.5 支链及负载运动分析 |
| 2.2 Stewart机构动力学分析 |
| 2.3 Stewart机构运动学尺寸优化 |
| 2.3.1 工作空间分析 |
| 2.3.2 机构优化性能指标选择 |
| 2.3.3 机构尺寸优化算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Ste Dev平台开发策略和总体框架 |
| 3.1 Ste Dev平台需求分析 |
| 3.1.1 Stewart机构设计流程分析 |
| 3.1.2 Ste Dev平台需求分析 |
| 3.2 Ste Dev平台软件建模 |
| 3.2.1 建立Ste Dev平台功能模型 |
| 3.2.2 建立Ste Dev平台业务模型 |
| 3.2.3 建立Ste Dev平台数据模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 Ste Dev平台核心功能开发 |
| 4.1 几何建模功能开发与集成 |
| 4.1.1 Top-Down设计理念 |
| 4.1.2 建立骨架参数模型 |
| 4.1.3 零件设计 |
| 4.1.4 零件互换 |
| 4.1.5 Creo操作集成 |
| 4.2 CAE功能开发 |
| 4.2.1 CAD/CAE软件集成环境设置 |
| 4.2.2 建立Workbench分析项目 |
| 4.2.3 确认优化参数和目标参数 |
| 4.2.4 直接优化 |
| 4.3 数学建模功能开发与集成 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ste Dev平台系统开发及应用实例 |
| 5.1 Ste Dev平台系统开发 |
| 5.1.1 软件界面设计 |
| 5.1.2 几何模型参数修改功能开发 |
| 5.1.3 运动学仿真功能开发 |
| 5.1.4 动平台直接优化功能开发 |
| 5.2 应用实例与说明 |
| 5.3 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录1 Ste Dev平台数据文件编号标准 |
| 1 编写目的 |
| 2 使用范围 |
| 3 文件编号规则 |
| 3.1 数据库代码与结构代码说明 |
| 3.2 CAD模型库文件编码规则 |
| 3.3 CAD操作命令库文件编码规则 |
| 3.4 CAE模型库文件编码规则 |
| 3.5 其他文件编码规则 |
| 附录2 Ste Dev平台典型功能代码 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（3）机床整机结构方案设计系统及其关键技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外技术研究现状 |
| 1.2.1 机床整机结构集成设计系统 |
| 1.2.2 基于骨架模型的自顶向下设计 |
| 1.2.3 设计知识的集成与重用 |
| 1.2.4 CAD/CAE集成技术 |
| 1.2.5 支撑设计的数据库 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 整机结构方案设计框架及其关键技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 整机结构方案设计框架 |
| 2.2.1 结构设计模块 |
| 2.2.2 有限元仿真分析模块 |
| 2.2.3 结构优化模块 |
| 2.3 基于拓扑结构模型的整机结构方案设计 |
| 2.3.1 机床整机拓扑结构模型 |
| 2.3.2 机床整机的面向对象模型 |
| 2.4 设计知识集成 |
| 2.4.1 机床结构设计知识的特点 |
| 2.4.2 机床结构设计知识的表达、存储与集成 |
| 2.4.3 基于分析特征的CAD/CAE集成 |
| 2.5 基于iSIGHT平台的集成优化 |
| 2.6 基于拓扑结构模型的整机结构方案设计流程 |
| 2.6.1 整机拓扑结构选型与配置设计阶段 |
| 2.6.2 功能部件选型与结构件优化设计 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 基于拓扑结构模型的整机结构概念设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机床参数化骨架模型 |
| 3.2.1 机床多级骨架模型 |
| 3.2.2 基于结构件/功能部件骨架模板的整机多级装配骨架建模 |
| 3.2.3 骨架模型的参数化驱动与更新 |
| 3.3 基于参数化骨架模型的几何建模知识集成 |
| 3.3.1 基于关联约束的概念设计知识 |
| 3.3.2 基于接口特征的几何建模知识集成 |
| 3.4 骨架模型的面向对象模型 |
| 3.5 基于规则的机床结构设计知识推理 |
| 3.5.1 推理信息模型 |
| 3.5.2 规则库的构建 |
| 3.5.3 基于规则的推理 |
| 3.5.4 整机结构关键设计参数的智能决策 |
| 3.6 静动刚度匹配设计 |
| 3.6.1 静刚度匹配设计 |
| 3.6.2 动刚度匹配设计 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 机床整机结构方案设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 整机结构方案快速设计基本思想 |
| 4.3 面向装配与有限元建模的功能部件建模方法 |
| 4.3.1 面向装配的功能部件参数化模型 |
| 4.3.2 有限元分析信息添加 |
| 4.3.3 功能部件选型过程 |
| 4.3.4 功能部件的面向对象模型 |
| 4.3.5 功能部件数据库 |
| 4.4 结构件参数化设计模板 |
| 4.4.1 基本结构参数化设计模板 |
| 4.4.2 筋板参数化设计模板 |
| 4.4.3 结构件的面向对象模型 |
| 4.5 基于关联特征的参数化建模 |
| 4.5.1 接口特征建模 |
| 4.5.2 关联特征建模 |
| 4.5.3 结合面信息添加 |
| 4.5.4 关联特征的面向对象模型 |
| 4.6 整机结构方案设计流程 |
| 4.6.1 初始化装配环境 |
| 4.6.2 主轴系统设计 |
| 4.6.3 进给系统设计 |
| 4.6.4 结构件设计与优化 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 基于分析特征的CAD/CAE集成方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 典型结合部有限元建模策略 |
| 5.2.1 弹簧-阻尼单元 |
| 5.2.2 滚珠丝杠-螺母副组件 |
| 5.2.3 导轨-滑块组件 |
| 5.2.4 轴承组件 |
| 5.2.5 螺栓连接结合面 |
| 5.3 CAD/CAE集成基本思想 |
| 5.4 基于分析特征的CAD/CAE集成 |
| 5.4.1 分析特征模型 |
| 5.4.2 模型参数提取及整机分析特征模型创建 |
| 5.4.3 分析特征映射 |
| 5.5 CAD/CAE/iSIGHT集成优化平台 |
| 5.5.1 CAD/CAE/iSIGHT集成 |
| 5.5.2 基于响应面法和NSGA-II的结构件优化流程 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 机床整机结构方案设计系统及其应用实例 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 机床整机结构方案设计系统 |
| 6.2.1 开发平台及开发工具选择 |
| 6.2.2 系统组成与功能模块 |
| 6.2.3 软件的稳健性与扩展性 |
| 6.3 应用实例1：框中框结构精密卧式加工中心改进设计 |
| 6.3.1 机床介绍 |
| 6.3.2 整机拓扑结构选型与配置设计 |
| 6.3.3 功能部件选型与结构件优化设计 |
| 6.3.4 整机装配建模 |
| 6.3.5 设计结果的有限元验证与对比分析 |
| 6.4 应用实例2：框中框结构精密卧式加工中心设计 |
| 6.4.1 机床介绍 |
| 6.4.2 整机拓扑结构选型与配置设计 |
| 6.4.3 功能部件选型与结构件优化设计 |
| 6.4.4 设计结果验证与分析 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）大型龙门铣床横梁参数化建模及多目标优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 本课题研究背景 |
| 1.3 本课题研究意义与应用价值 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状及发展动态 |
| 1.4.2 国内研究现状及发展动态 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.6 本章小节 |
| 第2章 横梁建模及优化理论 |
| 2.1 参数化建模软件 |
| 2.2 横梁实体模型 |
| 2.2.1 横梁的特点 |
| 2.2.2 横梁存在的问题 |
| 2.2.3 横梁参数化建模 |
| 2.2.4 参数化建模总结 |
| 2.3 有限元概述 |
| 2.3.1 有限元单元法 |
| 2.3.2 弹性力学相关知识 |
| 2.3.3 有限元单元法解题步骤 |
| 2.4 优化概述 |
| 2.4.1 优化类型 |
| 2.4.2 多目标优化法 |
| 2.4.3 多目标优化数学模型 |
| 2.4.4 常用多目标优化算法 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 横梁有限元静态分析 |
| 3.1 ANSYS简介 |
| 3.1.1 ANSYS Workbench的主要模块 |
| 3.1.2 ANSYS Workbench15.0 静力分析流程 |
| 3.2 网格的划分 |
| 3.2.1 网格划分的关键因素 |
| 3.2.2 有限元网格划分方法 |
| 3.3 结构静力学理论 |
| 3.4 横梁受力分析 |
| 3.4.1 最不利工况下工作载荷的确定 |
| 3.5 横梁有限元模型建立及求解过程 |
| 3.5.1 确定材料属性 |
| 3.5.2 横梁模型简化与导入 |
| 3.5.3 网格划分 |
| 3.5.4 施加约束 |
| 3.5.5 施加载荷 |
| 3.6 有限元计算及结果分析 |
| 3.6.1 横梁的变形分析 |
| 3.6.2 横梁等效应力分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 横梁有限元动态分析 |
| 4.1 横梁模态分析 |
| 4.1.1 模态分析理论基础 |
| 4.1.2 模态分析流程 |
| 4.1.3 横梁模态分析结果 |
| 4.2 横梁谐响应分析 |
| 4.2.1 谐响应分析概述 |
| 4.2.2 谐响应分析求解过程及结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 横梁的优化分析 |
| 5.1 横梁多目标优化分析相关知识 |
| 5.1.1 Workbench Design Exploration概述 |
| 5.1.2 响应面法 |
| 5.1.3 敏感度分析理论 |
| 5.1.4 响应面法敏感度分析 |
| 5.2 横梁多目标优化分析 |
| 5.2.1 Design Exploration优化流程 |
| 5.2.2 优化尺寸的选取 |
| 5.2.3 参数化模型的导入 |
| 5.2.4 横梁多目标优化过程 |
| 5.2.5 横梁优化结果分析 |
| 5.3 横梁上顶面的拓扑优化 |
| 5.3.1 Workbench Shape Optimization概述 |
| 5.3.2 拓扑优化部位的选择 |
| 5.3.3 横梁上顶面的拓扑优化结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）精密卧式加工中心整机结构方案设计与集成优化（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 机床优化设计国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内机床优化设计研究现状 |
| 1.2.2 国外机床优化设计研究现状 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.3 响应面法与遗传算法 |
| 1.4 基于CAD/CAE集成的结构优化研究 |
| 1.5 拟解决的科学问题 |
| 1.6 本文的主要工作和研究内容 |
| 第二章 机床结构方案设计与集成优化方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机床结构方案设计与集成优化系统框架 |
| 2.3 机床结构方案优化设计流程 |
| 2.4 基于iSIGHT的CAD/CAE集成 |
| 2.4.1 iSIGHT软件简介 |
| 2.4.2 基于iSIGHT的CAD/CAE集成框架 |
| 2.4.3 iSIGHT环境下集成Pro/E |
| 2.4.4 iSIGHT环境下集成ANSYS |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于自顶向下设计的机床结构方案设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于自顶向下设计的机床结构方案设计流程 |
| 3.3 自顶向下设计建模 |
| 3.3.1 自顶向下设计 |
| 3.3.2 骨架模型 |
| 3.4 机床关键结构件参数化方案设计 |
| 3.4.1 基于Pro/Program的参数化设计 |
| 3.4.2 机床结构件方案设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于CAD/CAE/iSIGHT的机床结构参数优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 机床结构件设计方案多目标参数优化问题 |
| 4.2.1 设计变量的选取 |
| 4.2.2 优化目标函数 |
| 4.3 基于CAD/CAE/iSIGHT集成的协同优化关键技术 |
| 4.3.1 Pro/E参数化模型模板 |
| 4.3.2 基于APDL的有限元建模与分析模板 |
| 4.4 基于CAD/CAE/iSIGHT的结构件参数优化 |
| 4.4.1 实验设计与响应面拟合 |
| 4.4.2 基于NSGA-II的床身结构多目标优化 |
| 4.4.3 床身结构优化结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 精密卧式加工中心结构方案设计与集成优化实例 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机床结构方案设计与集成优化实例一 |
| 5.2.1 立柱方案设计与集成优化 |
| 5.2.2 溜板方案设计与集成优化 |
| 5.2.3 主轴箱方案设计与集成优化 |
| 5.2.4 滑台方案设计与集成优化 |
| 5.2.5 整机优化结果分析 |
| 5.3 机床结构方案设计与集成优化实例二 |
| 5.3.1 床身方案设计与集成优化 |
| 5.3.2 立柱方案设计与集成优化 |
| 5.3.3 溜板方案设计与集成优化 |
| 5.3.4 主轴箱方案设计与集成优化 |
| 5.3.5 滑台方案设计与集成优化 |
| 5.3.6 整机优化结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表的学术论文和参与的科研情况 |
| 致谢 |
（6）船用柴油机关键件多学科设计优化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 多学科设计优化相关技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 MDO理论及方法研究现状 |
| 1.2.2 MDO建模及模型处理技术研究现状 |
| 1.2.3 多目标设计优化技术研究现状 |
| 1.2.4 MDO技术工程应用现状 |
| 1.3 船用柴油机关键件多学科设计优化的研究现状分析 |
| 1.3.1 船用柴油机关键件设计优化技术发展现状 |
| 1.3.2 船用柴油机多学科设计优化技术需求分析 |
| 1.4 论文组织结构和主要内容 |
| 1.4.1 论文组织结构 |
| 1.4.2 论文的主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 基于复杂系统建模理论的柴油机MDO建模与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于复杂系统建模理论的船用柴油机MDO理论分析 |
| 2.2.1 复杂系统多学科设计优化数学模型 |
| 2.2.2 复杂系统多学科设计优化的规划与求解策略 |
| 2.2.3 船用柴油机关键件多学科设计优化过程的特点 |
| 2.2.4 基于复杂系统建模理论的船用柴油机关键件MDO技术体系设计 |
| 2.2.5 船用柴油机关键件多学科设计优化技术构成 |
| 2.3 面向多层次的船用柴油机关键件MDO学科关系解析与建模 |
| 2.3.1 面向多层次的船用柴油机设计的学科关系解析 |
| 2.3.2 柴油机关键件多学科设计优化建模与求解 |
| 2.3.3 面向MDO的船用柴油机关键件多学科性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 面向柴油机MDO的精细化仿真建模及多视图模型设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元仿真误差理论分析 |
| 3.3 柴油机单一结构精细仿真建模方法研究 |
| 3.3.1 单一结构静动力学的实验设计 |
| 3.3.2 仿真模型的构建方法 |
| 3.4 柴油机组合结构动力学精细仿真建模方法研究 |
| 3.4.1 螺栓组合结构的动力学仿真建模方法 |
| 3.4.2 船用柴油机连杆结构仿真建模方法及分析 |
| 3.5 组合结构非线性研究及特性分析 |
| 3.5.1 预紧力对结合面动态特性影响分析 |
| 3.5.2 外部激励对结合面动态特性影响分析 |
| 3.5.3 基于能量耗散理论的结合面非线性分析 |
| 3.6 面向船用柴油机多学科设计优化的多视图建模及实现 |
| 3.6.1 船用柴油机多学科主模型 |
| 3.6.2 面向船用柴油机多学科优化过程的多视图模型 |
| 3.6.3 基于多视图模型的船用柴油机多学科优化过程实现 |
| 3.6.4 船用柴油机MDO多视图模型重用及过程重构 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于数据挖掘与代理模型的柴油机MDO模型约简技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 面向柴油机MDO的知识发现与模型约简 |
| 4.3 面向船用柴油机多学科设计优化的数据挖掘与知识发现 |
| 4.3.1 基于数据挖掘的多学科知识发现和约简模式 |
| 4.3.2 船用柴油机多学科设计优化知识表达 |
| 4.3.3 船用柴油机多学科设计优化知识约简与数据挖掘 |
| 4.3.4 柴油机连杆多学科设计优化数据挖掘与知识约简实例 |
| 4.4 面向柴油机多学科设计优化的代理模型设计 |
| 4.4.1 典型代理模型 |
| 4.4.2 面向MDO的柴油机连杆代理模型设计及其精度分析 |
| 4.5 基于模型约简的柴油机运动机构多学科协同设计优化 |
| 4.5.1 优化对象分析 |
| 4.5.2 柴油机曲轴-连杆-活塞优化设计学科分解 |
| 4.5.3 多学科优化问题建模 |
| 4.5.4 优化结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于稳健性设计的船用柴油机多目标组合优化问题研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 船用柴油机关键件多目标优化分析与建模 |
| 5.2.1 多目标问题的数学模型 |
| 5.2.2 多目标优化问题中的基本概念 |
| 5.2.3 船用柴油机配气机构的多学科性能分析 |
| 5.2.4 船用柴油机配气凸轮线型多目标优化建模 |
| 5.3 基于稳健性设计的多目标算法设计及其组合优化策略 |
| 5.3.1 多目标遗传算法原理分析 |
| 5.3.2 算法比较及分析 |
| 5.3.3 基于稳健性设计的多目标组合优化策略设计 |
| 5.4 基于稳健性设计的船用柴油机配气凸轮多目标优化结果分析 |
| 5.4.1 基于多目标组合优化策略的凸轮线型优化分析 |
| 5.4.2 凸轮线型优化过程的稳健性设计 |
| 5.4.3 优化结果分析验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 船用柴油机关键件多学科优化集成平台设计与开发 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 平台的开发工具及环境 |
| 6.3 平台的总体结构设计 |
| 6.4 平台的功能模块设计 |
| 6.5 平台相关技术实现 |
| 6.5.1 多学科设计优化过程的CAD/CAE/CAO一体化集成 |
| 6.5.2 多学科协同开发过程的规划与管理 |
| 6.5.3 多学科设计优化知识检索和重用 |
| 6.6 船用柴油机多学科优化集成平台运行实例 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 研究结论及展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（7）永磁直流电动机CAD系统开发与优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及选题意义 |
| 1.2 电机CAD介绍 |
| 1.2.1 CAD意义 |
| 1.2.2 电机CAD发展 |
| 1.2.3 电机CAD的国内外现状 |
| 1.3 优化算法的发展及现状 |
| 1.4 永磁直流电动机的分类及应用 |
| 1.4.1 永磁直流电动机的分类 |
| 1.4.2 永磁直流电动机的应用 |
| 1.5 论文研究的内容 |
| 1.6 各章节主要安排 |
| 第2章 永磁直流电动机模型与设计 |
| 2.1 永磁直流电动机的基本原理 |
| 2.2 永磁直流电动机的重要组成部分 |
| 2.3 电机主要材料的选取及设计 |
| 2.3.1 磁钢的选取和设计 |
| 2.3.2 电枢冲片的种类和选取 |
| 2.4 电机设计主要技术指标和参数计算 |
| 2.4.1 主要技术指标 |
| 2.4.2 主要尺寸确定 |
| 2.4.3 磁路计算 |
| 2.4.4 电路计算 |
| 2.4.5 换向计算 |
| 2.4.6 去磁计算 |
| 2.4.7 损耗计算 |
| 2.4.8 工作特性计算 |
| 2.4.9 温升计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 永磁直流电动机CAD系统的具体实现 |
| 3.1 CAD系统设计原则 |
| 3.1.1 软件可行性分析 |
| 3.1.2 系统需求决定系统设计 |
| 3.1.3 应用环境决定软件编程平台 |
| 3.1.4 模块化 |
| 3.1.5 可靠性验证 |
| 3.2 软件的结构 |
| 3.3 软件中数据库的应用 |
| 3.3.1 数据库的选择 |
| 3.3.2 数据库的结构 |
| 3.3.3 数据库的连接及操作 |
| 3.4 软件开发中部分算法问题的解决 |
| 3.4.1 插值法求解数值查表问题 |
| 3.4.2 多迭代的数据库查表求交点问题 |
| 3.5 校核计算与新设计计算模块开发 |
| 3.5.1 校核计算模块的实现 |
| 3.5.2 校核计算实例 |
| 3.5.3 新设计计算模块 |
| 3.6 工作特性曲线图的制作及分析 |
| 3.6.1 工作特性曲线绘图模块的实现 |
| 3.6.2 曲线绘图模块编程注意事项 |
| 3.6.3 曲线绘图模块示例 |
| 3.7 电机部件绘图模块二次开发 |
| 3.8 设计结果的保存及显示 |
| 3.9 软件运行环境及应用范围 |
| 3.10 本章小结 |
| 第4章 电机的优化设计和优化算法研究 |
| 4.1 永磁直流电动机优化设计意义与特点 |
| 4.2 优化设计数学模型 |
| 4.2.1 优化目标的确定 |
| 4.2.2 优化变量的选取 |
| 4.2.3 优化约束函数的选取 |
| 4.3 优化算法的选取 |
| 4.4 传统优化算法中正多面体优化法 |
| 4.4.1 正多面体法基本原理 |
| 4.4.2 正多面体顶点构造 |
| 4.4.3 正多面体法优化流程 |
| 4.4.4 正多面体法中约束函数的处理 |
| 4.4.5 正多面体优化算法在本设计中优化计算的试用 |
| 4.5 智能优化算法中粒子群法的研究 |
| 4.5.1 粒子群优化算法基本原理 |
| 4.5.2 基本粒子群优化算法流程 |
| 4.5.3 带有惯性因子的改进型粒子群算法 |
| 4.5.4 粒子群优化算法约束函数的处理 |
| 4.5.5 粒子群优化算法在本设计中的应用 |
| 4.6 永磁直流电动机优化前后对比与研究 |
| 4.7 两种优化算法的对比 |
| 4.8 电机优化设计的拓展 |
| 4.8.1 以电机材料成本作为优化目标 |
| 4.8.2 多目标优化 |
| 4.9 CAD系统中优化设计模块的实现 |
| 4.10 本章小结 |
| 第5章 全文总结 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士期间科研成果 |
| 致谢 |
（8）超精密机床立柱的动态分析及结构优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| Contents |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 |
| 1.3 机床动态性能分析及其优化设计 |
| 1.3.1 动态分析的方法 |
| 1.3.2 动态优化设计 |
| 1.4 仿真分析技术 |
| 1.4.1 CAE技术发展简要历程 |
| 1.4.2 ANSYS有限元软件 |
| 1.5 机床动态分析国内外的研究现状 |
| 1.5.1 国外的研究现状 |
| 1.5.2 国内的研究现状 |
| 第二章 超精密机床立柱的动态分析 |
| 2.1 有限元求解模型的建立 |
| 2.1.1 立柱实体模型的建立 |
| 2.1.2 有限元模型边界条件 |
| 2.1.3 有限元网格划分 |
| 2.2 模态分析及谐响应分析方法 |
| 2.2.1 有限元法模态分析 |
| 2.2.2 基于有限元法的谐响应分析 |
| 2.3 立柱的动态分析 |
| 2.3.1 超精密机床立柱的模态分析 |
| 2.3.2 超精密机床立柱的谐响应分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于响应曲面法超精密机床立柱的多目标优化 |
| 3.1 超精密机床立柱优化设计方案 |
| 3.2 优化设计分析的基础 |
| 3.2.1 设计变量 |
| 3.2.2 约束条件 |
| 3.2.3 目标函数 |
| 3.3 响应曲面法 |
| 3.3.1 响应曲面的建立 |
| 3.3.2 中心复合实验设计 |
| 3.4 基于遗传算法的多目标优化 |
| 3.4.1 遗传算法 |
| 3.4.2 权重系数 |
| 3.5 超精密机床立柱的优化分析 |
| 3.5.1 确定优化设计分析的设计变量 |
| 3.5.2 workbench中立柱的优化分析 |
| 3.5.3 响应曲面分析 |
| 3.5.4 基于遗传算法优化设计分析结果 |
| 3.6 修正后超精密机床立柱的动态分析结果 |
| 3.6.1 模态分析 |
| 3.6.2 谐响应分析结果 |
| 3.7 本章结论 |
| 第四章 实验模态分析方案的拟定 |
| 4.1 实验的目的 |
| 4.2 实验模态分析步骤 |
| 4.2.1 激振方式 |
| 4.2.2 信号的采集 |
| 4.2.3 数据信号转换及分析系统的选择 |
| 4.3 实验方案的确定 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）精密卧式加工中心关键大件多目标优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 机床优化设计国内外研究现状 |
| 1.3 响应面法研究现状 |
| 1.4 遗传算法研究现状 |
| 1.5 本文的主要工作及研究内容 |
| 第二章 基于响应面和遗传算法的多目标优化设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于响应面和遗传算法的多目标优化设计流程 |
| 2.3 响应面法的研究 |
| 2.4 基于多目标遗传算法的优化方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 精密卧式加工中心布局设计及大件结构参数化建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 精密卧式加工中心布局设计 |
| 3.2.1 自顶向下设计 |
| 3.2.2 骨架模型 |
| 3.2.3 精密卧式加工中心布局设计及关键大件结构设计流程 |
| 3.3 基于骨架模型建立的关键大件方案设计模型 |
| 3.4 关键大件结构参数化设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 精密卧式加工中心的有限元建模及分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限元建模 |
| 4.2.1 模型简化 |
| 4.2.2 SAMCEF 精确建模及装配关系设置 |
| 4.2.3 SAMCEF 参数设置 |
| 4.2.4 网格划分 |
| 4.3 关键大件结构静力学分析 |
| 4.4 关键大件结构模态分析 |
| 4.5 整机结构静力学及模态分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 精密卧式加工中心多目标优化设计实例 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 关键大件结构多目标优化设计实例一 |
| 5.3 关键大件结构多目标优化设计实例二 |
| 5.4 三点支撑优化实例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表的学术论文和参与的科研情况 |
| 致谢 |
（10）基于STEP-NC的开放式数控系统若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 当前CNC存在的问题 |
| 1.1.2 STEP-NC相对旧标准的改进 |
| 1.2 相关技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 STEP-NC标准研究概况 |
| 1.2.2 数控系统体系结构研究概况 |
| 1.2.3 复杂曲线曲面直接插补技术研究概况 |
| 1.2.4 五轴加工刀具路径规划技术国内外研究概况 |
| 1.2.5 加工参数多目标优化技术研究概况 |
| 1.3 论文研究的目的及意义 |
| 1.4 论文结构框架及主要内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 基于STEP-NC的开放式数控系统体系结构的研究 |
| 2.1 STEP-NC标准 |
| 2.1.1 STEP-NC标准简介 |
| 2.1.2 采用STEP-NC标准对数控加工技术的影响 |
| 2.2 开放式数控系统的定义及分类 |
| 2.2.1 开放式数控系统的定义 |
| 2.2.2 开放式数控系统的类型 |
| 2.3 STEP-NC数控系统开放性分析 |
| 2.3.1 开放式数控系统需求分析 |
| 2.3.2 STEP-NC的开放性优点 |
| 2.4 基于调度软件的STEP-NC开放式数控系统的构建 |
| 2.4.1 基于STEP-NC的数控系统的功能结构 |
| 2.4.2 基于调度软件模块的STEP-NC开放式数控系统体系结构 |
| 2.5 基于调度软件的STEP-NC开放式数控系统硬件结构 |
| 2.5.1 PMAC卡介绍 |
| 2.5.2 系统硬件体系结构 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 NURBS曲线实时直接插补技术研究 |
| 3.1 当前自由曲线曲面插补技术及存在的问题 |
| 3.2 NURBS直接插补技术及其优点 |
| 3.3 支持NURBS功能的STEP-NC数控系统 |
| 3.4 NURBS曲线插补原理 |
| 3.4.1 NURBS曲线的定义和性质 |
| 3.4.2 NURBS曲线在数控加工中的应用 |
| 3.5 NURBS直接插补算法研究 |
| 3.5.1 进给速度波动问题 |
| 3.5.2 NURBS实时插补算法实现 |
| 3.5.3 基于自适应修正法的速度波动率的控制方法 |
| 3.6 实时插补进给速度规划算法研究 |
| 3.6.1 NURBS曲线几何特性对进给速度的影响 |
| 3.6.2 基于进给速度预处理曲线的进给速度规划算法 |
| 3.7 仿真验证 |
| 3.7.1 基于自适应修正插补算法的仿真验证 |
| 3.7.2 基于进给速度预处理曲线的进给速度规划算法仿真验证 |
| 3.7.3 仿真验证结论 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 NURBS求值求导快速算法研究 |
| 4.1 NURBS插补计算问题分析 |
| 4.2 NURBS的理论基础 |
| 4.2.1 B样条基函数的定义及性质 |
| 4.2.2 B样条基函数的导数 |
| 4.2.3 B样条曲线的定义及性质 |
| 4.3 基于系数矩阵的B样条基函数快速递推算法研究 |
| 4.3.1 B样条基函数的系数矩阵的推导 |
| 4.3.2 B样条基函数的系数矩阵快速递推算法 |
| 4.3.3 B样条基函数系数矩阵的递推计算过程 |
| 4.3.4 采用基于系数矩阵的B样条基函数快速递推算法优点 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.4.1 基于系数矩阵的B样条基函数快速递推算法计算效率实验 |
| 4.4.2 算法实例与仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 五轴加工刀具路径规划技术研究 |
| 5.1 基于STEP-NC的刀具路径规划的优点 |
| 5.2 STEP-NC与NURBS曲面 |
| 5.2.1 NURBS曲面定义 |
| 5.2.2 STEP-NC中NURBS曲面的定义 |
| 5.2.3 STEP-NC中铣削数据模型的定义 |
| 5.3 刀具路径规划技术研究 |
| 5.3.1 常用方法分析 |
| 5.3.2 曲面等照度线划分 |
| 5.3.3 刀具路径计算方法 |
| 5.4 刀具干涉检测及姿态调整 |
| 5.4.1 曲面的划分 |
| 5.4.2 五轴加工刀具干涉检测 |
| 5.4.3 干涉的避免 |
| 5.4.4 刀具干涉实例仿真 |
| 5.5 基于STEP-NC的五轴加工刀具路径规划仿真与实验验证 |
| 5.5.1 STEP-NC数据模型在五轴加工中应用仿真 |
| 5.5.2 刀具路径规划的应用实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于STEP-NC的加工参数多目标优化技术研究 |
| 6.1 STEP-NC程序可加工性评价 |
| 6.1.1 零件可加工性评价方法 |
| 6.2 基于参数自适应协同粒子群算法的加工参数多目标优化 |
| 6.2.1 粒子群算法简介 |
| 6.2.2 粒子群算法参数对优化结果的影响 |
| 6.2.3 基于参数自适应协同粒子群优化算法研究 |
| 6.2.4 加工参数优化模型的建立 |
| 6.2.5 基于WCVPSO算法的加工参数多目标优化方法实现 |
| 6.3 仿真验证 |
| 6.3.1 STEP-NC程序可加工性评价方法仿真验证 |
| 6.3.2 基于WCVPSO的优化算法仿真验证 |
| 6.4 基于WCVPSO的多目标优化算法实验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 作者简介 |
四、面向对象的精密机床主轴多目标优化设计CAD系统（论文参考文献）
- [1]极端工况旋转机械高参数摩擦副设计平台研究[D]. 门川皓. 西安理工大学, 2020
- [2]Stewart并联机构数字化设计技术研究[D]. 姜雪. 燕山大学, 2020(01)
- [3]机床整机结构方案设计系统及其关键技术研究[D]. 王俊强. 天津大学, 2017(08)
- [4]大型龙门铣床横梁参数化建模及多目标优化[D]. 罗晓燕. 陕西理工学院, 2016(10)
- [5]精密卧式加工中心整机结构方案设计与集成优化[D]. 田建伟. 天津大学, 2016(12)
- [6]船用柴油机关键件多学科设计优化方法研究[D]. 李磊. 东南大学, 2015(12)
- [7]永磁直流电动机CAD系统开发与优化设计研究[D]. 张永杰. 广西师范大学, 2015(05)
- [8]超精密机床立柱的动态分析及结构优化[D]. 王英乾. 广东工业大学, 2014(10)
- [9]精密卧式加工中心关键大件多目标优化设计[D]. 云青. 天津大学, 2014(05)
- [10]基于STEP-NC的开放式数控系统若干关键技术研究[D]. 王国勋. 东北大学, 2013(03)