機(jī)械功能原理對(duì)稱的概念及其應(yīng)用知識(shí)體系的研究.pdf

1、對(duì)稱廣泛存在于機(jī)械系統(tǒng)中，時(shí)空對(duì)稱存在于零部件、組件、整機(jī)乃至系列的各個(gè)層面，效用對(duì)稱存在于應(yīng)用不同手段實(shí)現(xiàn)相同功能的各類產(chǎn)品中。研究機(jī)械對(duì)稱，尤其是與方案多解性相關(guān)的機(jī)械效用對(duì)稱，可在概念設(shè)計(jì)中用于拓展求解思路，提高系統(tǒng)性能，滿足設(shè)計(jì)約束，縮短設(shè)計(jì)周期，并提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在綜合分析了各領(lǐng)域?qū)ΨQ的研究現(xiàn)狀后，本文針對(duì)當(dāng)前機(jī)械對(duì)稱研究存在的問(wèn)題，對(duì)機(jī)械功能原理對(duì)稱的概念及其應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行了深入研究。主要研究?jī)?nèi)容及成果體現(xiàn)在如下四個(gè)方面

2、:
　　一.機(jī)械功能原理對(duì)稱概念體系的建立
　　在分析了跨學(xué)科領(lǐng)域?qū)ΨQ和機(jī)械對(duì)稱的研究現(xiàn)狀后，提出了機(jī)械功能原理對(duì)稱的概念和層次結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)對(duì)稱基準(zhǔn)不同將機(jī)械對(duì)稱分為時(shí)空對(duì)稱和效用對(duì)稱兩大類。效用對(duì)稱用于描述多個(gè)方案實(shí)現(xiàn)相同設(shè)計(jì)需求的等效性。根據(jù)對(duì)稱操作不同將效用對(duì)稱進(jìn)一步分為置換、分解和組合對(duì)稱，在此基礎(chǔ)上分別研究了功能效用對(duì)稱、原理效用對(duì)稱的涵義并進(jìn)一步分類，從而建立起機(jī)械功能原理效用對(duì)稱體系的樹(shù)狀層次結(jié)構(gòu)。根據(jù)對(duì)稱主

3、體不同將時(shí)空對(duì)稱分為功能時(shí)空對(duì)稱、原理時(shí)空對(duì)稱，分析由對(duì)稱主體、組元和基準(zhǔn)組成的對(duì)稱要素，建立起機(jī)械功能原理時(shí)空對(duì)稱的概念和層次結(jié)構(gòu)體系;構(gòu)建功能原理時(shí)空對(duì)稱實(shí)例模型，據(jù)此分析整理時(shí)空對(duì)稱實(shí)例，并錄入數(shù)據(jù)庫(kù)得到功能原理時(shí)空對(duì)稱實(shí)例庫(kù);基于實(shí)例庫(kù)，挖掘整理關(guān)聯(lián)知識(shí)并分析提煉出若干功能原理時(shí)空對(duì)稱的應(yīng)用知識(shí)。
　　二.機(jī)械功能效用對(duì)稱應(yīng)用知識(shí)體系的研究
　　以機(jī)械功能效用對(duì)稱概念體系為基礎(chǔ)，構(gòu)建功能效用對(duì)稱實(shí)例模型，搜集整理40

4、0余個(gè)功能效用對(duì)稱實(shí)例并錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助知識(shí)挖掘系統(tǒng)進(jìn)行知識(shí)挖掘得到大量設(shè)計(jì)需求、功能結(jié)構(gòu)與功能對(duì)稱操作之間的關(guān)聯(lián)知識(shí)，進(jìn)而提煉得到具有“簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“提高能量轉(zhuǎn)換效率”、“提高人機(jī)友好性”、“加快起動(dòng)過(guò)程”等效用的26條設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及2條設(shè)計(jì)原理;進(jìn)而建立“產(chǎn)品性能需求—功能方案缺點(diǎn)—功能效用對(duì)稱設(shè)計(jì)準(zhǔn)則/原理”關(guān)聯(lián)模型?；谏鲜龉δ苄в脤?duì)稱的實(shí)例知識(shí)、關(guān)聯(lián)知識(shí)及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則/原理，提出應(yīng)用功能效用對(duì)稱知識(shí)輔助機(jī)械功能創(chuàng)新的設(shè)計(jì)

5、流程。
　　三.機(jī)械原理效用對(duì)稱應(yīng)用知識(shí)體系的研究
　　以機(jī)械原理效用對(duì)稱概念體系為基礎(chǔ)，構(gòu)建原理效用對(duì)稱實(shí)例模型，搜集整理200余個(gè)原理效用對(duì)稱實(shí)例，并錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助知識(shí)挖掘系統(tǒng)進(jìn)行知識(shí)挖掘得到大量設(shè)計(jì)需求與原理對(duì)稱操作之間的關(guān)聯(lián)知識(shí)，進(jìn)而提煉得到若干用于“擴(kuò)大作用范圍”、“提高人機(jī)友好性”、“提高工作效率”、“提高測(cè)量精度”和“消減有害副作用”等36余條設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和2條設(shè)計(jì)原理;進(jìn)而建立“產(chǎn)品性能需求—原理方案

6、缺點(diǎn)—原理效用對(duì)稱設(shè)計(jì)準(zhǔn)則/原理”關(guān)聯(lián)模型?；谏鲜龅脑硇в脤?duì)稱實(shí)例知識(shí)、關(guān)聯(lián)知識(shí)及設(shè)計(jì)原理/準(zhǔn)則，提出了應(yīng)用原理效用對(duì)稱知識(shí)輔助機(jī)械原理創(chuàng)新的設(shè)計(jì)流程。
　　四.機(jī)械功能原理對(duì)稱輔助創(chuàng)新設(shè)計(jì)平臺(tái)的建立
　　以前述的機(jī)械功能原理對(duì)稱概念體系及歸納總結(jié)的應(yīng)用知識(shí)為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了由實(shí)例管理模塊、知識(shí)管理模塊、知識(shí)挖掘模塊和知識(shí)應(yīng)用模塊組成的機(jī)械功能原理對(duì)稱輔助創(chuàng)新設(shè)計(jì)平臺(tái)原型;結(jié)合兩個(gè)應(yīng)用相關(guān)知識(shí)發(fā)明的專利“一種能自動(dòng)停止加熱的