面向需求的转向架配置设计系统研制

摘要

转向架是动车组的重要部件之一，在传统的转向架设计中，一般是设计师凭经验选一个与需求最相似的转向架，然后对其局部修改和优化，使其满足需求。此过程中已有转向架实例和设计经验等设计资源缺少管理和有效重用，导致其设计效率低下。配置设计技术可以低成本、高效地对产品多样性进行设计，满足客户的定制需求。因此，将面向需求的配置设计技术引入到转向架设计中，通过基于实例和规则结合的配置设计，结合参数化设计、变型设计和CAD二次开发等技术，通过重用已有成功实例和设计知识，实现转向架快速设计与装配。本文对面向需求的配置设计进行研究，主要研究内容如下:
　　(1)基于与或图建立转向架的配置模型，并将模块的CAD模型、配置参数和参数化模板等信息添加到配置模型的节点中，便于在配置设计过程中，检索和重用已有实例，并对模块进行变型设计，实现转向架的快速配置设计。
　　(2)针对矩阵无法处理非线性映射，知识本体建立工作量大等问题，基于产生式规则和计算表达式表达映射规则，将需求、映射规则和配置参数组合成计算机计算程序（以需求作为输入参数、映射规则作为计算式和配置参数作为输出参数），并分别利用C＃动态编译和反射编程技术编译和执行计算程序，把需求映射为各个模块的配置参数。
　　(3)为提高模块实例重用度，提出基于多层次实例推理和规则结合的配置方法，结合变型设计、参数化设计和CAD二次开发等技术，对转向架实例分层进行修改，进而得到满足需求的转向架实例，并基于VS2008 C＃开发了面向需求转向架配置设计系统。
　　(4)基于参数化模板，通过CATIA CAA二次开发技术，驱动转向架零部件参数化模板的主模型，快速派生出满足需求的新零部件模型，为变型设计提供新模块。
　　(5)针对以三维模型几何特征作为装配基准，三维模型变型设计（修改、替换和删除模型）后，导致装配基准丢失或破坏的问题，将参数化骨架模型引入到转向架装配中，避免了两个零部件模型间发生直接关联，实现转向架零部件模型的正确装配。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景与研究意义

1．2 转向架设计研究现状

1．3 配置设计研究现状

1．3．1 需求与配置参数映射

1．3．2 配置模型建立

1．3．3 配置求解

1．3．4 配置方案评价

1．4 变型设计及参数化研究现状

1．4．1 变型设计研究现状

1．4．2 参数化研究现状

1．5 论文主要研究内容

第2章 基于规则的转向架需求映射

2．1 转向架功能及结构分析

2．2 转向架需求分析及设计知识提取

2．2．1 转向架需求分析

2．2．2 转向架设计知识提取与表达

2．3 基于规则的转向架配置参数映射

2．4 本章小结

第3章 转向架配置设计

3．1 转向架的可配置性分析

3．2 基于与或图的配置模型建立

3．3 基于决策表和规则结合的变型设计

3．4 基于多层次实例推理和规则结合的转向架配置

3．5 本章小结

第4章 基于CATIA的转向架参数化与装配设计

4．1 CATIA CAA二次开发技术的功能和特点

4．2 转向架零部件参数化设计分析

4．3 基于参数化模板的转向架参数化设计

4．3．1 参数化模板建立

4．3．2 参数化设计实现

4．3．3 参数化设计实例

4．4 基于参数化骨架的转向架装配设计

4．4．1 转向架参数化骨架建立

4．4．2 转向架自动装配流程

4．5 本章小结

第5章 面向需求的转向架配置系统设计与实现

5．1 系统开发环境搭建

5．2 系统总体方案设计

5．2．1 系统总体架构设计

5．2．2 系统总体工作流程设计

5．3 配置知识库设计

5．4 系统运行实例

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 本文结论

6．2 下一步研究展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士期间作者的科研成果