机械结构对称性概念体系及旋转对称性在机械系统中的作用研究

摘要

对称性现象普遍存在于现实世界中，系统性研究机械结构对称性理论有助于从对称的角度探讨和挖掘机械设计知识和方法，也为设计理论的创新拓展新的视角，对于在不同应用条件下实现产品设计需求、优化产品各类性能、缩短设计制造周期、提高市场竞争力等方面均有重要意义。在深入分析当前各领域对称性的存在和研究现状基础上，从以下方面展开对机械对称性理论的阐述：
　　1、系统性建立机械结构对称和对称破缺概念体系。全面搜集、分析和整理大量机械领域中的对称性结构实例，重点研究不同对称性要素在实例中的具体存在形式及属性特征，以对称主体、对称组元、对称基准、对称操作四种对称性要素为基准，建立较为完善的概念体系、分类体系和数学模型。
　　2、建立机械产品结构对称度的模糊综合评价方法。分别针对四种对称性要素和三种对称形式（结构对称、对称破缺和弱对称）建立影响对称度的因素集和评价集；由二者之间的一一映射关系得到单因素评价矩阵；通过层次分析法得到各因素的权重集；基于模糊评价算法，得到影响对称度的模糊综合评判矩阵。对结果进行归一化处理，获得产品结构分别对三种对称形式的对称隶属程度，判断出产品对称性类型，最终建立起机械结构对称度模糊综合评价方法。
　　3、总结结构对称性应用知识。基于大量机械结构对称和对称破缺实例，仔细分析其存在形式和作用机理，对蕴含其中的功能设计知识进行深入分析、归纳、总结和提炼，获得结构对称和对称破缺所满足的功能需求等应用知识和普遍适用性规律。
　　4、提炼结构对称和对称破缺的应用递变规律。以旋转对称性为例，系统性梳理对称性结构要素、对称度和功能效用之间的逻辑关系，仔细分析比较旋转对称和旋转对称破缺应用规律的异同，提炼从结构对称到对称破缺的过渡过程中，由对称度变化引起的二者在结构要素、作用机理、功能效用等方面的递变规律。对比并归纳两种对称形式在产品设计中实现同一功能设计需求时各方面的差异，最终建立起两种结构对称性的普遍应用条件和应用方法。

目录

声明

1绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2跨学科领域的对称性研究现状

1.3机械领域的对称性研究现状

1.4课题研究内容

2机械结构对称性概念体系

2.1机械结构对称概念体系

2.2机械结构对称破缺概念体系

2.3小结

3机械结构对称度的模糊综合评价方法

3.1机械结构对称性的三种存在形式

3.2对称度的概念及作用

3.3模糊综合评价方法简介

3.4机械结构对称性要素

3.5对称度的模糊综合评价方法

3.6影响因素权重试验

3.7实例分析

3.8结论

4机械结构旋转对称性的应用

4.1旋转对称在实现设计需求中的应用

4.2旋转对称破缺在实现设计需求中的应用

4.3总结

5机械结构旋转对称性的功能递变规律

5.1机械结构对称性要素、对称度和功能的逻辑关系

5.2机械旋转对称性结构与功能之间的关联映射

5.3机械结构旋转对称性要素随对称度变化的功能递变规律

5.4总结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

在学研究成果

致谢