论文部分内容阅读
在发明问题解决理论(Theory of the Solution of Inventive Problems,TRIZ)中,利用基于专利的技术系统成熟度分析法来预判产品生命周期中的位置。同时,利用MATLAB和LabVIEW软件实现专利指标的曲线拟合,完成产品技术成熟度预测。提炼出13种技术系统进化模式,归纳出37种进化路线。通过改进技术进化潜能图,能直观地看出当前产品的进化情况,得到相应的创新方向及创新目标。通过分析功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure,FBS)中的功能,将黑箱法和IDEFO法相结合,再利用聚合各功能链生成产品总功能结构图,从而建立新型产品功能结构模型,这为形成FBS中的“B-S”的映射集提供技术支持。利用改进的约束理论(Theory of Constraint,TOC)的当前实现树(Current Reality Tree,CRT)和冲突解决图表(Contradiction Resolution Diagram,CRD)来确定产品冲突问题。通过重构TRIZ的Matrix 2003冲突矩阵,获得面向机械产品的冲突问题解决矩阵。利用MATLAB软件实现了产品冲突问题解决的可视化操作。该冲突问题解决方法极大地提高了产品创新设计效率。通过集成TRIZ和FBS,获得产品概念设计过程模型。将模糊离散粒子群优化算法(Fuzzy Discrete Particle Swarm Optimization,FDPSO)应用于该模型中的方案综合与评价,再通过构造形态学矩阵进行组合优化,最终获得理想的产品方案。通过对理想方案中的产品零部件概念结构进行参数化和拓扑优化设计,实现了产品各组件和整体结构的优化。利用所建模型,对智能割草机械装置开展研究。借助于UG NX 6.0软件建立智能割草机械装置的三维虚拟模型,再将核心零部件的三维模型导入ANSYS Workbench 12.0中,并对其进行参数化设计,优选出合理的零部件尺寸参数。针对该设计结果,通过进一步拓扑优化,实现了智能割草机械装置各组件及整体结构布局的优化。