基于虚拟制造技术的工具类产品设计研究

摘要

当今，全球制造企业之间的竞争越来越激烈，针对中国企业设计的现状与社会发展的需求，提出了在工具类产品设计的过程中使用虚拟制造技术这一论点，论述了虚拟制造所涉及的相关内容和产品虚拟设计对于提高企业产品开发效率的重要意义。期望本研究结果能给中国企业的今后发展提供一定的参考意见。主要研究内容如下：
　　 1.分析课题提出的时代背景，阐述该课题的理论意义、应用价值以及研究背景，指出企业应该重视产品虚拟设计，从而有效地提高产品设计水平，进而提升企业产品竞争力。
　　 2.对虚拟制造技术进行介绍，阐述了虚拟制造技术的分类以及特征，虚拟设计与传统CAD设计的区别，分析了理想的虚拟设计系统的结构以及虚拟设计/虚拟制造/虚拟装配/虚拟企业总体框架。
　　 3.具体阐述了工具类产品设计中的虚拟装配，并对产品装配的分类与表达，装配关系，数据交换等作了深刻分析。
　　 4.详细介绍了企业产品虚拟设计中的人机交互，从人机工程学角度进行分析，指出虚拟设计中人-机交互的重要意义。
　　 5.从技术的层面介绍了基于虚拟制造的工具类产品设计的实现，构建出了工具类产品虚拟设计的理论模型。
　　 6.通过对工具类产品设计的实例分析，说明采用虚拟制造技术对于产品设计的必要性，在实践中加以论证本文的观点。
　　 7.总结研究课题中结论与不足之处，并对课题进行展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究的背景

1.1.1虚拟制造国内外研究的现状

1.1.2虚拟制造技术的应用前景

1.2课题的理论意义

1.3课题应用价值

1.4课题分析

1.4.1研究内容

1.4.2研究方法

1.4.3研究的创新点

1.4.4研究框架

1.5本章小结

2虚拟制造技术体系结构

2.1虚拟制造技术概述

2.1.1虚拟制造技术的概念

2.1.2虚拟制造系统的分类

2.1.3虚拟制造的研究任务

2.1.4虚拟制造系统的关键技术

2.2虚拟制造的优点分析

2.3虚拟制造与传统制造的区别

2.4理想的虚拟设计系统的结构

2.5虚拟制造所涉及的研究范围总体框架

2.6以设计为中心的工具类产品虚拟制造分析

2.6.1计数机仿真与虚拟现实的对比分析与选择

2.6.2实现途径

2.7本章小结

3基于虚拟制造的工具类产品设计的实现

3.1虚拟产品建模方法

3.1.1几何建模概述

3.1.2三维实体建模技术

3.1.3参数化建模技术

3.1.4特征建模技术

3.1.5虚拟产品物理建模

3.1.6虚拟产品行为建模

3.2工具类产品设计中的虚拟装配

3.2.1虚拟装配优点分析

3.2.2装配信息的分类及表达

3.2.3工具类产品虚拟装配--“装配关系”的分析

3.2.4虚拟装配信息“表达模型”的分析

3.3本章小结

4工具类产品虚拟设计研究的主要内容

4.1产品虚拟设计涉及的相关学科

4.1.1人机工程学

4.1.2设计管理学

4.1.3设计心理学

4.2 工具类产品设计原则

4.2.1以“人”为中心的设计

4.2.2“工具类”产品美学与实用性的统一

4.3本章小结

5工具类产品虚拟设计中的人机交互

5.1虚拟交互实现工具的分析与选择

5.1.1动画模拟

5.1.2基于pro-e的仿真分析

5.1.3协同交互设计的实现

5.2工具类产品虚拟设计理论模型构建

5.3本章小结

6工具类产品虚拟设计案例分析

6.1摘果器概念模型虚拟分析

6.2虚拟制造技术在C型翻车机上的应用案例

6.2.1 C型翻车机结构

6.2.2虚拟装配

6.2.3结构的有限元分析

6.2.4求解及结果分析

6.3温州轻工院点钞机方案CULT3D虚拟

6.4本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2论文不足之处和研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录