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机载雷达天线座快速设计系统的研究与开发

作　者: 张幼安
导　师: 范元勋；顾吉丰
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 快速设计行为建模 KBE 参数化设计有限元分析
分类号: TN959.73
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着经济的快速发展,我国的武器装备产业面临着严峻挑战和发展机遇。武器装备研制企业多数是单件小批量、定制生产模式,这使得作为产品生命周期首道工序的产品设计和开发成为企业竞争的核心环节,产品快速设计技术具有重要意义。本课题来源于中国电子科技集团公司的科研项目：信息化示范工程结构总体数字化设计与测试平台课题中的子项目。本课题对机械产品快速设计的理论、方法和关键技术进行了研究,并建立了一种基于产品开发平台的快速设计系统。系统以产品实例为基础,以行为建模技术为手段,将KBE技术融入设计系统中。开展基于行为建模和KBE技术的产品级参数化设计研究,实现产品的快速设计。并结合企业实际需求,研究开发了天线座快速设计系统,实施和验证了系统框架和系统建立方案。论文主要研究内容包括：在阐明快速设计的相关理念的基础上,分析了数据库技术、TOP DOWN设计方法、优化设计理论和方法、行为建模技术、KBE技术的国内外研究现状和发展趋势。在分析天线座的特点和设计理论的基础上,提取产品设计流程,应用以上技术手段,提出一种基于产品平台的快速设计系统方案,并建立天线座快速设计系统。系统开发的内容包括：提炼天线座设计流程；天线座快速设计系统框架的建立；设计参数流的建立；天线旋转中心、天线配重优化方法和策略的制定；天线座运动规律分析和参数化运动包络曲面的建立。快速设计系统包含了从方案设计、详细设计、力学分析到二维工程图纸设计的整个研发过程。针对有限元分析方法——这一对产品设计验证的主要方法,本文进行了一定的研究工作,并将其作为快速设计系统的辅助设计工具加以应用。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-19
  1.1 课题研究背景、目的和意义  12
  1.2 快速设计系统国内外发展概况及发展方向  12-17
    1.2.1 国内外常用CAD软件  13-14
    1.2.2 国内外CAD三维技术发展概况  14-16
    1.2.3 现代工程快速设计的新理论及发展方向  16-17
  1.3 课题来源  17
  1.4 课题主要研究内容  17-18
  1.5 本章小结  18-19
2 机载雷达天线座总体设计原则和快速设计系统要求  19-29
  2.1 机载雷达天线座组成和特点  19-20
  2.2 机载雷达天线座设计原则  20
  2.3 直接平衡驱动机载雷达天线座总体设计  20-25
    2.3.1 概述  20-22
    2.3.2 天线座电机选择  22-23
    2.3.3 角度传感器选择  23
    2.3.4 轴承的选择与轴承配合要求  23-25
  2.4 机载雷达天线座主要设计参数和要求  25-26
    2.4.1 天线座外部接口  25
    2.4.2 运动干涉问题  25-26
    2.4.3 天线扫描角度范围  26
    2.4.4 天线座负载  26
    2.4.5 天线座重量  26
    2.4.6 天线座安全性设计要求  26
  2.5 天线座快速设计系统设计流程和要求  26-28
    2.5.1 传统设计流程和方法  27
    2.5.2 并行设计流程  27-28
    2.5.3 流程比较  28
    2.5.4 天线座快速设计系统要求  28
  2.6 本章小结  28-29
3 机载雷达天线座快速设计系统关键技术的研究与应用  29-50
  3.1 概述  29
  3.2 优化设计模型  29-30
  3.3 数据库管理技术  30-32
    3.3.1 族表(Family Table)功能介绍  31
    3.3.2 建立族表零件实例  31-32
  3.4 行为建模技术  32-42
    3.4.1 行为建模可以完成的工作  33
    3.4.2 行为建模技术在Pro/E中的应用步骤  33-35
    3.4.3 行为建模技术应用  35-42
  3.5 知识工程(KBE)技术  42-48
    3.5.1 KBE技术概述  42-44
    3.5.2 KBE技术在天线座快速设计系统中的应用  44-48
  3.6 本章小结  48-50
4 机载雷达天线座有限元分析  50-60
  4.1 概述  50
  4.2 有限元分析原理  50-52
  4.3 有限元网格划分  52-54
    4.3.1 有限元网格划分的原则  52-53
    4.3.2 有限元网格划分的主要方法  53-54
  4.4 有限元分析实例  54-59
    4.4.1 有限元建模  54-56
    4.4.2 定义材料和载荷  56-57
    4.4.3 分析求解  57-59
  4.5 本章小结  59-60
5 机载雷达天线座快速设计系统开发  60-81
  5.1 概述  60-63
    5.1.1 系统开发流程  60-61
    5.1.2 快速设计系统结构  61-62
    5.1.3 系统功能  62-63
  5.2 设计参数流的实现  63-65
  5.3 数据库的建立与调用  65-66
  5.4 模型设计规范的制定  66-67
    5.4.1 三维模型命名规范  66-67
    5.4.2 基准特征命名规范  67
    5.4.3 关键特征命名规范  67
    5.4.4 层的命名规范  67
  5.5 天线座快速设计系统的建立  67-78
    5.5.1 建立布局文件(Layout文件)  68-72
    5.5.2 建立骨架模型  72-74
    5.5.3 建立运动分析模型  74-75
    5.5.4 建立运动切割面模型  75-78
  5.6 二维工程图自动生成  78-79
  5.7 天线座快速设计系统的应用情况  79-80
  5.8 本章小结  80-81
6 研究总结与展望  81-82
  6.1 全文总结  81
  6.2 研究展望  81-82
致谢  82-83
参考文献  83-86
附录  86

机载雷达天线座快速设计系统的研究与开发

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