面向现场加工的开放式架构摩擦叠焊机设计方法

摘要

摩擦叠焊技术是一种新型的固相连接技术，主要面向大火箭筒体、油气管道、导管架等筒状结构物的修复工作，这些大型金属构件本身尺寸过大，运输拆装困难，一旦出现裂纹缺陷只能通过现场加工进行修复，因此设计了面向现场加工的摩擦叠焊机床对其进行修复工作。由于修复对象类型多样，环境多变，任务需求多变，所以对摩擦叠焊机可适应性要求较高，为解决此问题，对面向现场加工的开放式架构摩擦叠焊机的设计方法进行了研究。本文主要围绕摩擦叠焊机的开放式架构平台构建，接口的评价优化，模块配置的评价优化等问题进行展开，详细系统的介绍了基于开放式架构思想的摩擦叠焊机的设计方法。
　　本文研究的主要内容如下：
　　首先，基于任务需求的分析，对多种形式的摩擦叠焊机床进行开放式架构平台的构建，根据机床的运动构成进行了模块的划分，并通过模块的重组得到了多种适用于不同任务需求的产品方案。
　　其次，通过模块之间的功能相关性矩阵和接口的形态学矩阵对接口的功能作了分析，然后对摩擦叠焊机的接口进行了规划。以Ⅳ型摩擦叠焊机床的床身和立柱结合面为例，通过模态试验与有限元软件计算相结合的方法成功得到床身与立柱之间的结合面参数。并通过比较各种不同螺栓排列方案对整机的动态性能影响，以及各方案的可适应性、工作性能、装配性和经济性，最终的到了接口的优选方案。
　　再次，以产品的可适应性作为评价指标，对摩擦叠焊机模块的配置进行优化，详细阐述了从模块的属性定义，相似子模块的选择，到最后的配置优化模型的建立的具体方法，通过具体事例验证了该优化方法的可行性。
　　最后，为了系统的管理各种模块和更便捷高效的对适用于新需求的摩擦叠焊机床进行快速优化配置，构建了开放式架构摩擦叠焊机可适应性设计系统。阐述了该系统的主要结构框架，数据库结构及能实现的功能，介绍了开放式架构摩擦叠焊机床的配置流程。表明了该系统对产品方案的快速配置、缩短设计研发周期具有重要的作用。

目录

声明

字母注释表

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 摩擦叠焊机及其相关技术的研究

1.3 本文主要研究内容

第二章 摩擦叠焊机的产品平台规划

2.1 开放式架构产品设计思想

2.2 任务需求分析

2.3 摩擦叠焊机的开放式架构平台构建

2.4 摩擦叠焊机方案规划

2.5 本章小结

第三章 摩擦叠焊机的接口方案的评价及优选

3.1 摩擦叠焊机的接口规划

3.2 摩擦叠焊机接口参数识别

3.3 接口方案优选

3.4 本章小结

第四章 摩擦叠焊机模块的配置优化

4.1 模块的配置优化方法

4.2 模块的属性表达

4.3 相似子模块的选择

4.4 模块的配置优化

4.5 本章小结

第五章 开放式架构摩擦叠焊机可适应设计系统

5.1 开放式架构摩擦叠焊机可适应设计系统简介

5.2 系统功能结构

5.3 摩擦叠焊机的配置流程

5.4 摩擦叠焊机模块配置实例

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢