液压缸计算机辅助设计系统研究与开发
这是一篇关于液压缸,计算机辅助设计,参数化设计,二次开发,有限元分析的论文, 主要内容为液压缸是一种把液体的压力能转换成机械能以实现直线往复运动的能量转换装置,是液压系统的执行元件。液压缸内部结构规范、外形差异不大、标准化程度相对较高,工作可靠,工程应用极为广泛。由于所述特点,其零部件的设计方法和过程比较相似,使用传统的设计手段会进行大量的重复性工作,为缩短液压缸产品的设计生产周期、加快研发过程、顺应智能制造发展理念,本文研发了一套液压缸计算机辅助设计系统。根据国内某企业的设计生产需求,利用C#编程语言在Visual Studio 2017环境下对Solid Works、ANSYS进行二次开发,利用Visual Studio 2017建立人机交互界面,研发出一套适用于企业的产品设计与工程分析一体化的液压缸计算机辅助设计系统,能够在短时间内设计出合格的液压缸产品。该系统功能架构包括二维三维产品设计和参数化有限元分析,两大主要模块提供了液压缸总体设计和分析的方法,各个模块功能相对独立,同时也可以通过数据库进行数据共享。系统的设计模块主要研究了Solid Works的二次开发技术,研究Solid Works API各大接口的功能函数,完成了具有一定安全性的登陆窗口设计、主窗体设计、公共窗体设计、液压缸标准零件库的建立,并应用SQL Server 2014数据库实现数据的读取与存储,建立了零件特征参数的数据库供设计者在系统中灵活调用。实现了液压缸标准零件的选型预览和模型生成、非标准零件的参数化建模、市场快速响应功能、参数化装配、参数化批量生成工程图等功能。系统的有限元分析模块研究了ANSYS二次开发技术,利用APDL编程语言编写液压缸有限元自动建模与分析程序,再借助C#语言封装成有限元分析模块嵌入液压缸计算机辅助设计系统中,后台调用ANSYS,自动实现从建模划分网格、加载求解到查看结果的有限元分析的完整过程,完成设计方案的同步校核,实现了液压缸设计与结构分析的同步进行,提高设计效率的同时,降低液压缸有限元校核的技术难度。本研究最终的系统开发为独立的EXE程序形式,独立于Solid Works和ANSYS,跨进程调用Solid Works API,在运行时稳定可靠。本文研究开发的液压缸计算机辅助设计系统,充分将机械设计软件在计算机系统中集成,能够最大效率的实现人机交互操作,完成液压缸的设计,具有一定的实用意义,并为机械制造其他领域提供了设计生产新路径。
基于微服务架构的智能MES系统开发
这是一篇关于制造执行系统,微服务,二次开发,深度学习,刀具磨损状态识别的论文, 主要内容为在工业4.0与中国制造2025的国家战略大背景下,制造企业的智能化转型已是大势,如何在这股智能化改革浪潮中做出改变已成为企业急需解决的问题。制造执行系统(Manufacturing Execution System,简称MES)作为制造业信息化水平的代表,受到了越来越多的关注。传统的制造执行系统多采用单体架构,系统耦合度高、通用性差、维护优化成本高,其弊端在企业生产制造过程中被不断凸显出来。针对以上问题,本文提出了基于微服务架构(Micro Service Architecture,简称MSA)的智能MES系统设计思想,将微服务架构思想用于MES的系统开发,解决单体架构系统的一系列问题。在此基础上引入机床刀具磨损状态识别算法,搭建刀具磨损算法识别仿真模块,为MES的智能化改造奠定基础。本文以某棒料加工车间为具体对象,针对单体架构下MES系统高耦合、通用性差、维护优化成本高的弊端,开发了基于MSA架构的产线智能MES系统,用于制造车间的信息共享与协同生产。本文的主要内容分为如下几部分:首先,本文从车间功能、硬件组成、生产流程等角度分析了车间目前的生产现状。结合生产现状,通过PDCA循环管理办法分析出车间目前在组织机构、生产计划、信息化、评价机制方面存在问题。以问题为导向对MES系统进行需求分析,最终细化成9个功能性需求与4个非功能性需求。其次,本文结合车间生产现状总结MES系统的一系列设计原则。结合问题分析提出名为“高效棒料加工车间管控模型”的车间管理思想,形成“以计划拉动运营,以评价驱动生产”的良性可循环管理模式。并以此为基础,提出“平台统一、全局数据”的系统设计核心,实现MES的多维度纵向管控与数据的全局贯穿。采用扩展立方体与原子功能组件的软件设计思想对MES进行多角度拆分,从系统的网络架构、网络运行环境、业务IT模型3个角度对MES进行详细设计。再次,本文从服务、数据库、硬件接口、状态识别算法4个角度对MES的系统开发进行详细介绍。服务开发方面,以MSA为核心架构,从功能与水平复制的角度对MES进行拆分,最终将系统拆分为13个生产过程微服务与4个辅助性微服务,各微服务依照业务逻辑动态组合,实现各种功能。数据库开发方面,以My SQL为技术支撑,从数据角度对MES进行拆分,最终开发9个数据表,为微服务提供数据支撑。硬件接口开发方面,采用动态链接库、Snap7、H5Stream、消息中间件的多类型开发方式对硬件API接口进行二次开发,实现MES对车间的实时控制与数据获取。状态识别算法开发方面,采用PHM2010公开数据集作为模拟数据,通过二次特征提取与Smote样本扩充对训练数据进行扩展,将卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,简称CNN)作为模型基本架构,再此基础上将模型训练与测试做函数化处理,将算法的运算过程移植到阿里云ECS云服务器,采用Web Socket实现与MES和用户的通信,通过状态识别仿真算法的开发,为MES系统智慧赋能。最后,本文对MES系统的9个功能模块进行展示验证。结果表明,各模块之间可协同配合,共享数据,完成一系列工作。基于MSA架构的MES系统耦合度、维护优化成本更低,B\S架构的用户访问模式使MES的通用性更好。基于深度学习的机床刀具磨损识别仿真算法的开发,为MES的进一步智能化改造奠定基础。
专用夹具辅助设计系统的研究与开发
这是一篇关于专用夹具,计算机辅助夹具设计,二次开发,虚拟装配的论文, 主要内容为目前，专用夹具在机械制造行业中有着举足轻重的作用，专用夹具设计的好坏直接影响着产品的加工质量和生产效率。但专用夹具一般都是由成千上百个零件所组成，在进行专用夹具设计和实际装配的过程中，存在大量的设计错误与返工，这降低了专用夹具的设计效率，增加了设计周期。针对这一问题，本文采用计算机辅助夹具设计技术，以Pro/ENGINEER为开发平台，结合Pro/ENGINEER自带的二次开发工具Pro/TOOLKIT和族表(Family Table)，利用Visual Studio2003编程平台，开发了专用夹具辅助设计系统。 本文首先进行了汽缸体左右面铣削加工工序专用夹具的设计，目的是为专用夹具辅助设计系统的应用提供工程实例基础。通过研究Pro/ENGINEER自带的二次开发工具Pro/TOOLKIT，清楚其工作模式、二次开发的基本过程、对象和动作、对象句柄、程序结构、广义字符串。这为专用夹具辅助设计系统的开发奠定了理论基础。 开发了由参数化设计子系统和零件库子系统组成的专用夹具辅助设计系统。通过对参数化设计系统和零件库系统功能的分析，依据Pro/TOOLKIT特点和Visual Studio2003编程风格，制作了参数化设计系统和零件库系统的菜单，并定制了参数化设计系统和零件库系统对话框界面。利用族表对专用夹具的一些非线性零件进行了建模，建立了零件库，并使用程序实现了参数化设计系统和零件库系统的功能，最后完成了参数化设计系统与零件库系统的合并，开发了专用夹具辅助设计系统。结合工程实例，应用专用夹具辅助设计系统对专用夹具进行虚拟装配，并制作了虚拟装配过程动画。
C油田南部试验区剩余油分布研究及二次开发设计
这是一篇关于剩余油分布,二次开发,开发技术政策,数值模拟的论文, 主要内容为华北油田受区域构造和沉积环境的影响,开发砂岩油藏以复杂断块油藏为主,截止目前,华北油田共投入开发复杂断块油藏99个,年产油占总产量的46.4%。由于复杂断块构造破碎复杂,埋藏深,物性差,非均质性强,有效开发难度大,总体进入后期开发阶段,油水关系日趋复杂,改善开发效果的难度越来越大。尤其是在石油后备资源紧张,接替条件差,难开发储量增多,油田的稳产、增产形势严峻这种背景下,常规水驱调整技术已很难适应复杂断块油藏稳产需要,探索并应用二次开发技术已成为一种必然选择。在众多的复杂断块油藏中,C油田是最大也是最典型的,因此通过C油田“二次开发”的研究,必将为华北老油田在复杂断块规模实施“二次开发”提供技术借鉴。论文在精细地质研究的基础上,进行开发效果分析,针对在油田开发过程存在的主要问题,采用多种方法落实储层水淹状况和剩余油分布。通过优化开发层系、井网、产能、注水政策等技术界限,提出了相应的挖潜对策和二次开发方案。根据研究成果,试验区剩余油主要分布在断层附近、厚油层顶部,井网未控制透镜状油砂体,未水驱的小砂体以及注采不完善区域。以剩余油集中分布区域为目标,整体加密井网并重建井网结构,共部署新井52口,其中设计油井44口,注水井8口,预计采收率达到42.0%,增加可采储量19.06×104t。新建生产能力7.32×104t。开采十五年后断块采出程度为40.92%,综合含水为96.52%,采油速度为0.26%,达到二次开发方案要求。
C油田南部试验区剩余油分布研究及二次开发设计
这是一篇关于剩余油分布,二次开发,开发技术政策,数值模拟的论文, 主要内容为华北油田受区域构造和沉积环境的影响,开发砂岩油藏以复杂断块油藏为主,截止目前,华北油田共投入开发复杂断块油藏99个,年产油占总产量的46.4%。由于复杂断块构造破碎复杂,埋藏深,物性差,非均质性强,有效开发难度大,总体进入后期开发阶段,油水关系日趋复杂,改善开发效果的难度越来越大。尤其是在石油后备资源紧张,接替条件差,难开发储量增多,油田的稳产、增产形势严峻这种背景下,常规水驱调整技术已很难适应复杂断块油藏稳产需要,探索并应用二次开发技术已成为一种必然选择。在众多的复杂断块油藏中,C油田是最大也是最典型的,因此通过C油田“二次开发”的研究,必将为华北老油田在复杂断块规模实施“二次开发”提供技术借鉴。论文在精细地质研究的基础上,进行开发效果分析,针对在油田开发过程存在的主要问题,采用多种方法落实储层水淹状况和剩余油分布。通过优化开发层系、井网、产能、注水政策等技术界限,提出了相应的挖潜对策和二次开发方案。根据研究成果,试验区剩余油主要分布在断层附近、厚油层顶部,井网未控制透镜状油砂体,未水驱的小砂体以及注采不完善区域。以剩余油集中分布区域为目标,整体加密井网并重建井网结构,共部署新井52口,其中设计油井44口,注水井8口,预计采收率达到42.0%,增加可采储量19.06×104t。新建生产能力7.32×104t。开采十五年后断块采出程度为40.92%,综合含水为96.52%,采油速度为0.26%,达到二次开发方案要求。
基于BIM的PC斜拉桥信息管理平台构建研究
这是一篇关于BIM,参数化建模,二次开发,WebGL,信息管理的论文, 主要内容为当前,随着国内BIM推进政策的陆续推出,BIM技术已逐渐走向成熟,BIM技术开始向全国各省市推广开来,实现BIM技术信息化也成为当前BIM技术发展的趋势与热潮。将BIM技术与互联网技术进行融合,基于BIM技术,开展基于可视化桥梁信息管理平台的构建研究,一方面可以实现桥梁信息的跨平台共享,另一方面又可以在平台页面直观、快速的查看平台桥梁信息,并将信息与后端数据库交互从而实现数据统一化管理,这对实现桥梁信息化管理具有重要的意义。本文以PC斜拉桥为研究对象,探索桥梁从参数化建模阶段,到对Revit二次开发技术研究,开发桥梁模型信息导出插件;再到利用Web GL三维模型网页端可视化技术将斜拉导出的模型信息在Web端进行重构生成可视化模型,同时对于可视化桥梁模型一些网页端基本交互进行探索研究,最终基于可视化桥梁模型使用计算机编程语言完成桥梁信息管理平台的搭建与功能开发。本文主要工作内容如下:(1)斜拉桥参数化模型建立与构件编码。论文采用Revit+Dynamo的方式快速构建斜拉桥三维模型,借助Dynamo可视化插件的优势及特点完成节点功能的创建,实现斜拉桥箱梁轮廓族的快速创建以及箱梁族的快速定位拼装,最终实现全桥参数化模型的建立。同时论文还对当前构件分类及编码标准进行探索研究,形成一套适用于桥梁工程的分类编码标准,并对当前斜拉桥模型构件进行了分类与编码。(2)BIM模型信息转换与模型网页端可视化。论文对Revit二次开发技术进行深入研究,使用C#编程语言开发桥梁BIM模型信息导出插件,同时对导出的模型信息格式进行解读。最终利用Web GL第三方框架引擎Three.js模型可视化技术将导出的模型文件进行加载,使桥梁模型在网页端进行重构,实现桥梁模型在Web端可视化并对可视化模型一些基本交互操作进行探索研究。(3)BIM+Web斜拉桥信息管理平台构建。在可视化模型交互页面研究基础之上,使用Java编程语言,基于B/S架构搭建斜拉桥信息管理平台项目。针对平台端用户登录、模型上传、模型信息管理、模型检测信息上传与管理四个方面对平台功能进行开发研究。同时在平台中对可视化斜拉桥模型所探究的交互操作进行了测试,充分验证平台的可行性。
基于模块化的简易升降式立体车库参数化设计及管理系统
这是一篇关于立体车库,模块化设计,参数化设计,二次开发,数据管理的论文, 主要内容为随着社会经济的发展,人们对出行方式有了更高的要求,用私人轿车替代公共交通工具在个人家庭变得普遍。随着汽车数量的不断提高,使得停车难的问题日益突出。与传统的平面停车场相对比,立体车库具有土地利用率高、空间使用率高、自动化程度高、适应性强等优点使其成为了解决城市停车困难问题的有效途径。本课题来源于企业实际需求,针对其简易升降式立体车库的设计现状,面对不同的车型承载需求时,需要在原有设计的基础上进行大量的修改,导致设计工作量较大并且具有重复性。本文基于模块化思想对简易升降式立体车库进行参数化设计,将模块化设计和参数化设计相结合的方法能有效缩短设计开发周期,提高企业的设计开发效率。首先,基于模块化设计理论,结合简易升降式立体车库的功能和结构特点,对其进行模块划分。其次,基于划分的模块,应用尺寸驱动的方式对模块零件进行参数化设计,建立模块零件模板库。最后,利用Visual Basic高级编程语言的窗体设计功能建立人机交互界面,结合Microsoft Access平台建立模块零件的参数数据库,在Solid Works软件平台进行二次开发,建立简易升降式立体车库参数化快速设计系统,实现模块零件的参数化建模,针对不同车型承载需求快速完成相应立体车库自底而上的自动化装配并导出对应的工程图。与此同时,针对企业处理立体车库清单数据异常繁琐且易出错的实际情形,采用My SQL数据库在Python编程语言环境下建立简易升降式立体车库的清单管理系统,实现对项目订单中零件清单数据进行智能化和自动化处理,方便相关人员对零件进行采购、加工以及对项目订单进行报价,操作简单快捷,同时避免由于数据繁琐而易导致的人为错误。基于模块化设计与参数化设计相结合的方法,建立参数化快速设计平台,有效缩短了简易升降式立体车库的设计开发周期,为简易升降式立体车库的研发提供一种可靠而快捷的方法,大大提高了企业设计效率和降低了成本。开发的简易升降式立体车库清单管理系统符合企业设计规范以及实际需求,在实际应用中取得成功,实现对项目清单数据处理的智能化和自动化。
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