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机械设计论文摘要传统的机械设计和制造与机械自动化相比。指出智能特性是现代机械与传统机械在功能上的本质区别。机械自动化在各行各业的应用和发展显示了机械自动化的优势和益处。即多功能、高效率、高可靠性、节约材料和能源，不断满足人们生活和生产的多样化需求。从系统的概念出发，将机械技术、微电子技术、自动化技术和超控技术综合应用于化工生产。重点阐述了锅炉汽包水位、冷却剂流量和氨排量的优化控制方案。提出了未来过程自动化控制的主要目标，指出了机械设计制造及其自动化的发展方向。分析了机械设计和制造中材料的选择、标准化的应用、影响机械加工零件表层物理机械性能的因素以及润滑剂在机械加工中的应用。提出了一次性机械的新概念，即航空航天等特殊领域常用的各种一次性短寿命机械均可称为一次性机械。与传统机械相比，一次性机械的主要特点是体积小、重量轻，使用过程中一般不会出现高周疲劳。目前，这种机械还没有成熟的设计理论可循。因此，提出了一次性机械的新设计理念。在设计过程中，没有考虑高周疲劳等因素，主要考虑对静强度的要求，使机械结构的体积和重量最小化。基于一次性机械的设计理念，对某型箭用电动转向器减速器的锥齿轮和柔性齿轮进行了强度设计。在相同载荷下，采用一次性机械设计理念的齿轮模数降低到40%。对该型箭用转向器减速器的性能测试表明，采用一次性机械设计理念获得的设计结果满足设计指标要求，验证了一次性机械设计理念的有效性。摘要：分析了机械设计基础课的教学现状，根据应用型本科、卓越工程师和培养计划的基本要求，研究了机械设计基础课的教学改革。提出了面向卓越工程师培养的机械设计基础课程的教学目标，加强与工程实践的联系，及时更新教学内容，改进教学方法等。从而达到事半功倍的良好效果。机械设计与制造及其自动化是结合各种技术发展起来的一门新兴学科。其发展潜力巨大。因此，需要进一步的探索和研究。本文主要通过长期的调研，总结了目前我国机械设计制造及其自动化的发展方向，即：机电一体化、智能化、模块化、网络化、小型化、绿色化和拟人化。机械可靠性设计的基本任务是在故障物理研究的基础上，结合可靠性试验和故障数据的统计分析，为实际计算提供数学和力学模型、方法和实践。这样，就可以在机械产品的开发阶段，估计或预测产品在特定工作条件下的工作能力状态或使用寿命，保证产品所需的可靠性。结合现代数学和机械理论，系统地阐述了机械可靠性设计、机械动态可靠性设计、机械可靠性优化设计、机械可靠性灵敏度设计和机械可靠性稳健设计等一系列可靠性设计理论和方法的内涵和进展，旨在为解决我国机械工程领域缺乏核心可靠性设计技术的问题指明道路和途径，为形成产品自主研发能力提供技术服务和储备，为产品提供系统随着知识经济时代的到来，全球化进程不断深化，技术进步和创新日新月异，可持续发展越来越受到重视。工程师面临的社会环境日益复杂多变，工程本身的外延也在不断扩大。然而，受科学范式训练的工程师难以应对复杂多变的工程实践环境。经济发展迫切需要具有广博知识、精湛技术、良好团队合作能力和制度建设能力的工程人才。因此，本研究旨在借鉴世界高等工程教育在这一背景下对CDIO模式的成功探索，找出我国机械设计与制造及其自动化专业本科教育中存在的问题和差距，并通过重构课程体系模式来缩小这些差距。本研究首先通过阅读文献，分析了当前高等工程教育发展的社会环境、以CDIO为代表的工程教育新范式、CDIO在我国的应用以及我国机械工程教育的发展现状。总结了国内外学者对相关理论基础的研究，并在此基础上提出了研究问题。其次，运用案例分析的方法，分析了CDIO模式下美国麻省理工学院航空航天工程专业的课程设置。分析结果表明，CDIO模式下的综合课程方案更注重工程的实践本质，更注重工程实践与理论的结合，更注重学生坚实的科学基础、个性发展和人文素质的培养。再次，采用实证分析和比较分析的方法，选取我国44所高校机械设计与制造及其自动化专业的本科教学计划作为研究对象。与国外CDIO理念下的课程结构设计相比，我国机械设计与制造及其自动化专业的课程设计存在“重理论、轻实践”、“重专业技术、轻科学基础”、“轻人文社会科学课程教学、轻学生个性培养”等问题。最后，在具体分析我国机械设计与制造及其自动化专业本科课程差距的基础上，借鉴CDIO综合课程设计原则，重构我国机械设计与制造及其自动化专业课程体系，提出综合课程体系模式，为推进我国机械工程教育课程体系改革的实施提供相关建议。面对世界竞争日益激烈的趋势，机械产品的创新和快速设计已经成为制造企业竞争的焦点。知识是设计的源泉。快速创新的产品设计迫使企业将开发的重点转移到产品设计知识管理上，即有效地积累和重用企业的产品设计知识。因此，基于案例推理的优势，结合机械产品设计结构的层次特征。本文从产品生命周期信息的表达和集成、设计结构层次实例库的构建、产品设计结构的自动识别、相似实例的检索和修改五个方面对机械产品设计知识管理进行了研究。这为企业从本质上消除“数据丰富但知识匮乏”的现象，促进积累知识的有效重用，进一步推动机械制造企业产品的创新和快速设计奠定了坚实的基础。针对当前产品生命周期管理系统(PLMS)中信息管理粒度过大的问题，从机械产品生命周期、设计结构层次和设计结构分解三个维度详细分析了产品构成信息的内容、信息载体和信息之间的关系，提出了设计结构元素和功能面的概念。装饰基于机械产品设计结构的层次特征，提出了一种基于案例推理的设计结构层次案例库模型，以支持产品设计知识重用。在分析实例库需求和特点的前提下，研究了机械产品设计实例的表示方法和实例库的组织结构。提出了基于本体和属性决策表的案例表示方法以及机械产品设计层次案例库的组织结构。根据机械产品生命周期模型和设计层次案例库的要求，设计了机械产品信息数据仓库的层次组织结构。在此基础上，利用数据集市技术建立了机械产品设计结构的层次实例库，为高效机械产品设计知识的发现和重用奠定了基础。针对产品生命周期管理系统中产品设计结构信息缺乏描述的问题，分析了机械产品三维模型的描述方法。从三维产品的边界再表示模型中提取零件的表面和边缘信息，从装配模型中提取设计结构及其连接关系信息。设计结构的自动识别是通过构造设计结构元素、零件、组件、机构和产品的每个层次结构的属性邻接图(AAG)，并匹配设计结构的AAG子图库中的AAG子图来实现的。在子图匹配过程中，提出了一种基于知识的匹配算法，压缩了子图匹配空间，提高了匹配质量和效率。构建了基于本体的设计结构知识库和设计结构AAG子库。本体对概念和开放架构的模糊定义为设计结构知识库的扩展提供了一个基本框架。基于粗糙集理论的属性约简，可以有效地消除机械产品实例的冗余属性。针对连续属性离散化的关键问题，提出了专家经验法和决策表法相结合的方法，既保证了决策表的兼容性，又体现了属性的工程意义，提高了离散化的效率。针对案例决策表中条件属性的模糊性，列出了案例检索的四种单属性类型模式，并给出了相应的相似度计算方法。例如多模糊相关属性的相似度计算，在考虑属性之间模糊相关关系的基础上，引入相关修正参数，以减少属性相关性对相似度计算的影响，在一定程度上提高相似实例的检索质量。根据基于规则推理(RBR)和基于案例推理(CBR)各自的优缺点，提出了基于案例推理-RBR混合推理策略来修改机械产品设计结构的相似实例，为基于案例推理的机械产品设计实例的自动修改提供了思路。现代计算机技术已经非常成熟，其信息处理能力也有了很大的提高。计算机辅助设计三维技术正在走向成熟和标准化。我们应该认真把握CAD技术的发展趋势，这对我国CAD软件产业的发展和现代机械的设计与生产具有深远的意义。由于机械设计的复杂性、设计目标的多样性以及构建设计专家系统的困难，机械设计专家系统开发工具的开发相对缓慢。然而，为