基于量纲分析方法的产品系列化设计.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 第6卷第1期 中 国 工 程 机 械 学 报 V01．6 No．1 2008年3月 CHINESE JOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERY Mar．2008 基于量纲分析方法的产品系列化设计 杨务滋，刘 洋，周立强 (中南大学机电工程学院，湖南长沙 410083) 摘要：采用量纲分析的方法进行了产品系列化设计，得到了以原机型为基础的后续机型的设计数据．通过用 ANSYS软件建模，对所得到的数据进行强度理论分析，横梁变形量的验算，验证了量纲设计的正确性． 关键词：量纲分析；系列化设计；原型；模型 中图分类号：rrH 122 文献标识码：A 文章编号：1672—5581(2008)01—0073—05 Dimensional--analysis--based product serialization YANG Wu—zi，LIU-Yang，ZHOU Li—qiang (College of Mechanical and Electrical Engineering，Central South University，Changsha 410083，China) Abstract-In this study，the serialized design is conducted using dimensional analysis．In this process，the de— sign data of product line are obtained based on the product prototype．Through ANSYSTM modeling the ob— ， tained data are analyzed for theoretical strength and checked for beam deformation．To this end，the dimen— sional design is verified． Key words：dimensional analysis；serialized design；prototype；model 工程实际中，产品的系列化设计或产品改造往往需要进行大量的重复设计与计算．采用量纲分析的分 层模拟设计方法，可以得到系列化设计中某些理论关系，以得到简单、快速且有效的设计方法． 1 量纲分析 量纲分析可以在定量分析前或实验研究前将复杂物理问题简化为最简单的形式，即将问题的自由度 减少到了最小，因此所建立的是最经济的相似．该方法广泛应用于科学与工程研究中，包括弹塑性结构力 学、纳米材料研究、水下微型机器人研究、人工智能、车辆设计、生物学与医学、空气动力学、船舶设计、热传 递和质量传递、爆炸、化学反应及过程、甚至应用于经济学【1j．在具体的量纲分析中，针对某些复杂部件， 一 般均会采用分层模拟的方法，分层模拟的优点在于对复杂的部件细化，使得其中的各个重要数据能够分 别加以体现，通过对系统进行标定，可以减少系列化设计中的劳动强度，方便设计与生产，大大缩短产品的 设计周期；因此量纲分析在实际生产中得到了广泛的应用． 2 量纲分析的应用 量纲分析通常用于单一系统，对于相对复杂零部件，一般采用量纲分析与分层模