改进的变型设计方法在橡胶减振器设计中的应用

     0　引言

    为了实现快速设计,人们提出了CE(并行工程)、DFX(面向制造、装配、检验、质量、服务等的设计)、CSCW(计算机协同工作支持环境)和功能分解组合的设计思想,这将引起对现代设计方法和CAD发展的新探索。在此基础上,提出用变型设计实现快速响应。这种设计以关系型产品模型和与之相适应的产品信息管理系统以及基于实例推理的智能技术为主要手段,特别强调对企业产品信息的标准化、规范化重组,通过对企业现有成熟产品的变型再设计,使企业的宝贵信息资源得到尽可能多的重用,从而达到以快交货、高质量、低成本和重环保的快速响应竞争策略去赢得市场的目的。

    1　变型设计

    随着计算机技术、数学规划理论以及人工智能的不断发展,现代设计方法在工程设计领域中的应用与研究日趋泛和深入。其中,与传统设计(如图1所示)不同的支持快速响应的变型设计(如图2所示)具有一定的代表性和前瞻性。

    变型设计是在产品工作原理、基本功能不变的情况下,通过现有产品局部结构、配置和尺寸的变化以满足不同工作性能的需求。这是一种有“模板”的设计。其基本特征是,具有特定、有效的功能分解结构,对于子功能的设计和设计错误的处理都具有明确的步骤和方法,可以运用计算机技术去辅助实现。

    一般来说,变型设计依照其变动的程度和范围,分为两种方式[1]:横系列和纵系列。横系列是指在不改变产品主要功能参数和机构配置的条件下,利用横向模块发展变型产品。这种设计方式应用最为广泛。它大多是在基型产品的基础上,运用更换或添加模块的方法形成多种产品。纵系列的主要特征是,产品的主要功能参数也要发生变化,随之产品的尺寸规格、局部结构也会发生较大的变化。

    2　变型设计方法

    2·1　相似设计[2]

    相似设计是相似理论在设计中的应用。系统相似,尺寸与性能参数皆成一定比例关系的系列产品为相似系列产品。相似系列产品不是按单个产品设计的,而是首先选定某一中档的产品为基型,对它进行最佳方案的设计,确定其材料、参数和尺寸,然后再按系列设计原理,即通过相似理论求出系列中其他产品的参数和尺寸。前者称为基型产品,后者称为扩展型产品。

    这种设计方法有如下缺点:

    (1)结构外形不够协调;

    (2)各部分功能配合不足最佳。

    2·2　模块化设计[2]

    模块化设计是将产品上同一功能的单元设计成具有不同性能、可以互换的模块,选用不同模块,即可组成不同类型、不同规格的产品。模块化设计的原则是力求以少数模块组成尽可能多的产品,并在满足用户要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉。显然,为了保证模块的互换,必须提高其标准化、通用化、规格化的程度。