液压集成块智能优化设计系统——模型数据库与系统集成

摘要

液压系统采用液压元件集成配置,可以显著减少管路联接和接头,降低系统的复杂性,增加现场添加和更改回路的柔性,具有结构紧凑、安装维护方便、泄漏少、振动小、利于实现典型液压系统的集成化和标准化等优点,因此广泛应用于机械、冶金、锻压、航空、航天、船舶等各个行业.液压集成块作为集成式液压系统的关键零件,在当前的液压生产企业中,其设计工作却仍处于相当落后的局面,大多数设计人员依靠经验和空间想象能力进行可行方案的制定,无法达到自动决策和方案优化的目的.大连理工大学液压教研室针对如何自动获得最优的布局布孔集成方案的问题,尝试应用当今先进的遗传算法、模拟退火算法等智能优化算法解决此类复杂布局问题,并取得了一些成果,实现了集成块自动优化设计.但该系统在元件库的结构与丰富性、设计模块的集成性、对优化进程的控制以及人机交互等方面存在明显不足.该文研究工作以已有成果为基础,对其不足之处进行针对性研究,完善和扩展其功能,较彻底地解决了液压集成块自动优化设计这一难题.通过对国内外同类研究现状和已有成果进行综述,明确目前液压集成块设计问题的核心是其布局布孔集成方案的自动优化设计.全面总结集成块类零部件的结构特征和设计、制造规律,分析集成块立体布局的空间关系,给出优化目标和约束条件,确定集成块设计问题的数学模型.深入剖析各个厂家生产的各类液压元件的属性及构成规律,提取对集成块设计有意义的信息,并按照科学的分类方法建立了板式连接液压元件数据库与图形库.该液压元件库为液压集成块智能优化设计系统提供了有力的支撑.应用VC++6.0开发环境、ObjectARX开发工具包和MCAD API开发技术,将集成块设计中存在的六个典型环节的实现算法集总为一体,并将其嵌入到三维参数化造型软件MDT中,开发出基于MDT的液压集成块智能优化设计系统HMBDesigner.最后通过对一个典型的集成式液压系统实例进行完整的设计,取得了令人满意的效果,验证了该系统的实用性.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1液压集成块设计问题的工程背景

1.2液压集成块设计问题研究综述

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 研究基础

1.3课题的研究内容

2液压集成块设计基础

2.1液压集成块结构特点及其设计准则

2.1.1 液压集成块结构特点

2.1.2液压集成块设计过程

2.1.3 液压集成块设计问题特点

2.2集成块设计数学模型

2.2.1 设计变量

2.2.2 优化目标

2.2.3 约束条件

2.3布局布孔集成方案自动优化设计

2.3.1 孔道校核

2.3.2线网连通设计

2.3.3孔道网络优化设计

2.3.4元件外形干涉校核

2.3.5体积缩减设计

2.3.6装配关系设计

2.4本章小结

3系统支撑软件MDT及其API简介

3.1 MDT的特点概述

3.2 MDT二次开发工具

3.2.1 典型开发工具介绍

3.2.2 开发工具的比较与选择

3.3 MCAD API简介

4面向液压集成块设计的液压元件库

4.1元件数据库

4.1.1 数据库的选择

4.1.2 元件数据库的结构规划

4.1.3 元件数据库的扩充接口

4.2元件图形库

4.2.1 参数驱动法绘制液压元件三维图形

4.2.2 ObjectARX应用程序中的实体造型技术

4.2.3 典型液压元件子形体生成模块

4.3本章小结

5液压集成块智能优化设计系统集成

5.1 ObjectARX组成和实现技术

5.1.1 ObjectARX的组成

5.1.2 AutoCAD图形数据库开发

5.2系统简介

5.2.1 功能模块介绍

5.2.2 工程数据管理

5.3系统实现

5.3.1 元件管理模块

5.3.2优化计算模块

5.3.3 结果显示模块

5.3.4方案调改模块

5.3.5体积缩减模块

5.3.6数据输出模块

5.4系统应用实例

5.5本章小结

6结论与展望

6.1本文的工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

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