针对当前产品配置过程中知识经验可重用性差、配置效率低等问题,引入知识工程(KBE)技术,研究了知识工程关键技术在产品配置中的应用,开发出一套符合产品配置的推理机。分析了复杂产品领域知识的特点,提出产生式规则和过程表示的混合知识表示方法。通过运用智能解析技术快速解析知识库中知识,并采用正向的规则推理方法(RBR)实现知识推理。经验证,用户可以在产品配置平台中快速对知识进行创建,并能够根据客户个性化需求智能推理出产品设计结构,极大提高知识重用性和产品设计效率。

针对鞋楦三维模型,提出了基于知识工程的鞋楦模型重建及鞋楦曲面参数的设计方法。采用便携式关节臂测量仪获取样楦的点云数据,利用逆向处理方法重建了楦底和楦面。为了便于修改和调整鞋楦模型,楦底以中轴线为基准,确定关键基准点,并设置辅助参考点,从而方便精确控制鞋底轮廓曲线,再由鞋底空间控制曲线,最终建立完整的鞋底模型。楦面以最小二乘逼近法反算出沿长度和宽度方向的若干条NURBS曲线,依次连接曲线生成可局部变化的楦面模型。采用PLA料丝,在加热温度200℃、打印速度60mm/s,填充率15%等参数下,最终打印出尺寸精度误差3%以内的鞋楦。本论文获得的鞋楦模型创建及加工方法,模型数字化程度高,便于鞋楦改型,也便于进行鞋型开发,对于个性化鞋楦定制具有重要意义。

本文从探讨几个看似简单，但却不被人真正了解，甚至容易误解的概念入手。尝试阐述了CAD的真正内涵，进而探究了CAE与CAD之间的关系。论述了CAD／CAE系统的必然发展趋势是实现设计仿真的一体化。提出了以设计为导向、分析功能的高级化和面向制造的分析，易用、高性能、人性化、智能化、知识工程和开放性等将成为设计仿真一体化趋势的典型表现。最后。以SolidWorks及其专业级CAE分析产品线为例进行了论述与论证。

重量是飞机的顶层参数,重量估算水平对整个飞机型号至关重要。研究了一种快速、精确的机身重量估算方法,将参数化几何建模和有限元分析方法相结合,快速地建立机身结构有限元模型,初步选择了结构尺寸。利用该方法估算已有机型的机身重量,并对新型布局的机身重量进行估算。结果表明,该方法可以在方案设计阶段对机身重量进行快速、准确的估算,且能评估材料与结构布局参数对机身重量的影响。

为提高模切机的设计质量和效率,提出基于知识工程（KBE）的模切机设计系统开发技术。根据模切机设计特点,研究基于本体的混合知识表示方法,并进行模切机设计知识的表示。在研究知识获取、知识表示以及知识推理等智能设计方法的基础上,以UG NX三维设计软件为平台,开发了基于知识的模切机变型设计系统,并通过实例的智能化设计对模切机变型设计系统进行了可行性验证。

CAPP的智能化以及与CAD系统的集成是制约CAPP系统实用性的关键技术。探讨了在Unigraphics软件平台上将CAD／CAPP系统基于知识工程集成的方法，阐述了利用KBE技术建立包含几何信息、工艺信息的产品模型的方法。

以广义模块化设计理论为基础,结合液压机机身结构的特点,将知识工程和有限元分析应用于液压机柔性模块创建,并以三梁四柱式锻造液压机为例,介绍了一种基于Visual C++语言开发液压机本体设计专家系统的方法,建立了一套基于KBE和CAE技术的液压机机身计算机辅助设计系统.实践证明,将KBE技术和CAE技术集于一体,能够较好地解决液压机的模块化快速响应设计问题.

为了能快速建立液力变矩器的三维模型，提供其流场分析和结构优化的范例，基于Pro／Engineer软件平台，利用C语言与Pro／toolkit二次开发工具，建立了知识工程（KBE）的液力变矩器计算机辅助设计（CAD）系统。实例验证表明，系统能准确、快速地进行液力变矩器结构设计，有效缩短了产品开发周期。