产品结构设计数据模型的需求分析是设计的必修课

发布时间:2022-03-23 04:03:30 作者:admin 592
【文摘】 必须寻找从抽象功能需求中得到的设计概念的具体实现载体, 其确定的结构是详细设计的依据和应遵循的规范, 结构设计时,需要产品结构数据模型的支持,以存储和记录设计结果和设计信息。
 
产品结构设计数据模型的需求分析是设计的必修课
 
产品结构数据模型的设计:一般来说,一个产品的设计过程是功能设计、概念设计、结构设计、详细设计和流程设计。 结构设计将概念设计的结果具体化,用具体的结构实体实现抽象的功能目标,实现产品性能,降低产品成本。 结构设计的任务是选择和确定结构的形状、相互位置,选择材料,进行分析计算,绘制图纸,评价和修改各种结构方案。
       结构设计又称装配素描设计,承担自上而下的作用。 它既是概念设计的接受者,也是零件详细设计的基础。 必须寻找从抽象功能需求中得到的设计概念的具体实现载体, 其确定的结构是详细设计的依据和应遵循的规范, 结构设计时,需要产品结构数据模型的支持,以存储和记录设计结果和设计信息。
      通过对以上功能模型和产品数据模型的分析可以看出,产品各设计阶段的信息各有特点,有自己的内容,相互之间的信息传递是部分信息传递(也不需要全部向下传递)。 例如,详细设计部件时,不需要产品的作用原理信息)。 各层只需接受高层传达的必要信息,并在前期添加必要的特有信息即可。 因此,结构设计阶段的结构数据模型应包括:
1)功能信息、概念设计传达的功能特征、几何特征、材料特征等三个部分;
2 )形成结构自身应具有的信息;
3 )下面想传达的信息,即要提供给详细设计的信息。


 
结构基元和结构参数: 每个产品都有自己独特的结构,不能根据零件加工的特点(如孔、槽等)表现出具体的、特定的产品,用木结构或网状结构连接零件的组件也不能直观、明确地表现出产品本身所具有的独特结构。 能够明确地表现产品的结构和形状。 结构设计是指在结构设计方案的解空间中寻找最佳的结构设计方案,分析集成现有结构,创造新的结构设计方案。 CAD系统应该利用现有结构构建结构设计方案的解空间,支持设计者从结构设计解空间中设计出最佳的结构构件。
  定义1 .结构基元.构成机械结构的基本元素,称为结构基元。 结构基本体可以用数量、大小、形状、方位、互连方式、表面特性、材料和工艺等属性描述。
定义2 .结构参数。 通过合理、有规律地改变结构基元的属性,可以引起结构基元的变形。 结构基元的变形称为结构自变量。 结构自变量构成原始结构的变形序列。 结构参数具有与结构基元相同的属性,并由这些属性描述。
定义3 .结构自变量的设计.有系统有规律地改变结构基元的属性,形成一系列结构自变量,产生多种可能的结构设计方案的活动称为结构自变量设计。
摩擦轮设计方案:一些结构基元的属性是字符类型,例如互连方式、表面特性、材料和工艺等属性。 其他属性为数值型,例如数量、大小、形状和方位等。 数值型属性采用参数化方法,只要改变参数值就可以改变相应的属性,引起结构基元的变化,生成新的结构变元,构成规则拓扑连续的结构解空间, 结构的形状有简单的东西结构基元特征信息的说明。
    在设计结构参数时,结构基元的属性和属性值总是变化。 它们有规律地变化,每次属性变化都有特定的方法。 因此,有必要组合处理属性、属性值、属性的方法来表现结构基元。 为此,采用面向对象的方法建立结构基元的数据模型, 模型具有可扩展性,能够适应机械结构属性数量的变化。
 
基于结构自变量的结构数据模型: 基于结构要素的结构数据模型,分为三层:
第一层是结构的总体描述,这一层的信息全部与整体相关。 结构特征代表产品结构的结构特性,简单来说,可能只有一级齿轮传动,即一对齿轮啮合结构这样的一种机械结构。 在复杂的情况下,它们包括多个机械结构的
第二层并通过组装耦合关系关联基于结构自变量的结构数据模型。
第三层的整体形状特征描述了结构的整体形状,一般结构形状复杂、直观、难以完整地表达。 整体形状由几何特征、拓扑特征描述,通过约束关系将几何信息与拓扑信息关联起来,通过约束关系保持几何信息之间的位置和拓扑关系不变,形成结构的整体形状。 约束关系可以是简单的关系,例如垂直、平行等。 也可以是复杂的代数式。把约束关系几何信息和拓扑信息构筑成一个假想的参数化整体形状,使用时给出具体的值进行实例化,第一层的整体组装特征描述结构在产品中的位置和组装关系。
 
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