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基于CATIA环境下电子产品可拆卸性研究

作　者: 茅智伟
导　师: 徐小明
学　校: 广东工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 拆卸拆卸模型拆卸规划可拆卸性
分类号: TN02
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 156次
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内容摘要

当前,日益严重的环境、资源问题已经对传统制造业提出了新的挑战,要求制造业不仅要生产各类产品以满足人类生存和发展的需要,也要保证产品具有良好的环境友好特性和符合严格的环保标准,因此对产品进行可拆卸性设计是面对这种挑战的有力的手段之一。可拆卸性设计已经成为产品全生命周期设计中重要的研究课题。然而,目前由于缺乏统一的标准作为指导,拆卸过程仍然是一个低效率的劳动密集型产业,随着人们的环保意识逐渐增强,如何改进报废产品回收后进行拆卸的高效率、及自动化已经成为目前研究的热点。本文首先简要概括目前国内外废弃电子产品的现状以及现有的拆卸分析研究资料,提出了可拆卸性设计是将来创新设计的发展趋势;其次基于三维建模平台,利用二次开发功能进行二次开发,研究了拆卸信息的提取、拆卸图模型和数学模型的建立,以及在三维环境下拆卸运动的几个关键技术,并结合实例加以说明,主要研究内容如下:对各种拆卸模型进行了对比分析,分析了各种模型的优缺点,在此基础上,提出了适用本文的拆卸模型——混合图模型,介绍了拆卸模型的定义和构建方法。在三维环境下,利用三维软件的三维建模和二次开发支持等功能,对产品与拆卸相关的信息进行提取。基于混合图模型,建立数学模型,在产品多零部件的情况下,该模型也不可避免地会产生信息组合爆炸问题,于是在原来基础上提出利用模块化混合图模型对原先建立的模型进行简化,把产品经过模块化后处理,其拆卸模型得到极大的简化,简化数学模型,这样更加合理,生成的序列效率高,同时避免组合爆炸问题,可以分析零部件更多的产品,达到实用性的目的,也易于在计算机编程中的实现。由于本文的研究是建立于三维环境下,因此针对三维环境下产品的拆卸运动几个关键技术作了重点研究,并且通过借助于现有的功能模块对产品进行动态拆卸,并将整个动态拆卸中的安全可达拆卸路径记录下来,生成动态拆卸过程的回放并保存起来,并通过对的二次开发提取最终的拆卸路径,通过实例对所研究的拆卸相关理论进行了验证。本文的最后内容是关于可拆卸性设计的评价,因为拆卸不是最终的目的,而是一种手段,所以研究可拆卸性设计的目标有如下:反馈给设计人员进行产品改进设计;便于产品使用过程中的维护和服务;便于产品报废后可以有效地回收和利用。可拆卸性评价是为评价产品设计方案而建立起的一套指标,包括两个方面:一是产品结构的拆卸难易程度;另一方面是与拆卸过程有关的指标,把可拆卸设计的指标与产品的拆卸过程相紧密结合,有益于指导产品的重新设计。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
CONTENTS  11-14
第一章绪论  14-26
  1.1 研究背景  14-21
    1.1.1 环境问题  14
    1.1.2 国内外回收处理现状  14-17
    1.1.3 环境立法  17-18
    1.1.4 电子垃圾的两面性  18-19
    1.1.5 对电子垃圾的一般处理方法  19-21
  1.2 国内外拆卸研究现状  21-24
  1.3 论文的主要研究内容  24-26
第二章产品拆卸模型  26-36
  2.1 产品拆卸相关信息  26-27
  2.2 信息的提取  27-28
    2.2.1 部件层信息  27
    2.2.2 特征层信息  27
    2.2.3 零件属性信息  27
    2.2.4 约束类型  27-28
  2.3 拆卸模型  28-31
    2.3.1 AND/OR图  28-29
    2.3.2 有向图  29
    2.3.3 分类有向约束图  29-30
    2.3.4 无向图模型  30
    2.3.5 混合图模型  30-31
    2.3.6 模型图的比较  31
  2.4 关于 CATIA二次开发的信息  31-34
    2.4.1 三维软件 CATIA简介  31-32
    2.4.2 CATIA开发工具简介  32-33
    2.4.3 信息的提取  33-34
  2.5 本章小结  34-36
第三章产品拆卸过程  36-44
  3.1 与拆卸相关的概念  36
  3.2 拆卸序列生成  36-43
    3.2.1 数学模型的建立  36-40
    3.2.2 基于模块化的拆卸建模  40-43
  3.3 本章小结  43-44
第四章三维空间中的拆卸规划  44-56
  4.1 物体在三维空间中的表示  44-46
  4.2 拆卸方向  46-47
  4.3 拆卸中零部件位置变化  47-50
  4.4 干涉检查  50-51
  4.5 案例分析  51-55
  4.6 本章小结  55-56
第五章产品的可拆卸性设计  56-62
  5.1 可拆卸性设计  56-57
  5.2 可拆卸性设计实施意义  57-58
    5.2.1 可获得优化的产品结构  57
    5.2.2 提高产品可制造和可维护性  57
    5.2.3 提高产品报废回收的绿色性和经济性  57-58
  5.3 可拆卸性设计主要内容  58-59
    5.3.1 可拆卸性设计标准  58
    5.3.2 可拆卸性设计程序  58-59
  5.4 可拆卸性主要评价指标  59-60
    5.4.1 拆卸时间  59
    5.4.2 紧固件比例  59
    5.4.3 材料相容性  59-60
    5.4.4 可达性  60
    5.4.5 拆卸费用  60
    5.4.6 环境影响  60
  5.5 本章小结  60-62
总结与展望  62-64
参考文献  64-68
攻读硕士学位期间发表的学术论文  68-70
致谢  70

基于CATIA环境下电子产品可拆卸性研究

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