可变功能机械是指通过更换系统构件或改变构件的连接方式获得不同功能的机械产品,相对于传统机械而言,可变功能机械具有结构紧凑、一机多用、可拓展、可升级等优点。目前面向可变功能机械产品研究的还相对较少。本文从三个方面开展研究,一是对可变功能机械产品行为相似性引入多分支及多回路行为链的相似性;二是基于行为相似的设计过程;三是基于行为相似性的设计评价,为此类产品的设计提供技术支持。具体包括:首先,基于FBS模型对可变功能机械产品的设计信息进行分析,提出行为信息的分析方法,通过对大量可变功能机械产品的研究发现,单条行为链机械结构难以满足生产和生活的需要,多分支行为过程相似性和多回路行为过程的提出,解决了这一矛盾,根据相似性的第一定律,发现耦合度越高的构件,其相似性就越高。通过对大量实例研究发现,多分支行为过程存在于一个行为过程对应多个功能的输出过程;多环路行为过程的相似性,则存在与多个行为过程对应一个输出功能。其次,基于FBS模型及行为相似性进行设计过程研究,建立基于相似模型的FBS并行设计过程模型。基于相似学定律即序结构定律可知,系统序结构存在共性则表明系统之间存在相似性,相似的大小随序结构的共同性程度增大而上升,反之则下降。将其应用于功能-行为-结构的映射过程发现,系统的相似性越大,则系统间的耦合性就越大。通过将设计过程中功能层和行为层用序结构进行表达,探索功能和行为的相似性,在此基础上运用数学模型对相似度进行计算和评估,进而指导可变功能产品的设计与开发。再者,开展了可变功能产品基于行为相似性的设计评价,开展各设计过程的相似度和耦合度的计算。通过对装配性、设计性及可靠性的评价,获得设计概念的用户评价数据,从产品概念设计的角度出发,评价哪个方案对机械系统的设计开发更有利,供设计人员选择合适的方案。最后以多功能组合钳及微耕机的设计评价为例,验证该方法的有效性。最后,为了辅助设计人员更好的进行此类产品的研究,也方便设计人员更好的做出决策,提出了可变功能机械产品行为相似性的设计步骤与流程,为设计人员进行可变功能机械产品的设计开发提供技术支持。