复杂装备多域均衡的性能增强设计理论、方法及应用研究

基本信息
批准号:51775494
项目类别:面上项目
资助金额:55.00
负责人:徐敬华
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:单岩,梁野,何词,陈前勇,郭洪帅,陈晓杰,盛红升,苟华伟,王康
关键词:
性能增强设计需求精准响应多域均衡变工况趋稳相持因素均衡
结项摘要

The complex equipment has complex composition structure, numerous component parameters, and associated coupling modules. Aiming to tackle the design difficulty such as more diverse customized demands, more integrated function and structure, more enhanced performance indicators. An extensive research is proposed “Theory, method and application research on performance enhancement design of complex equipment using multi-domain equilibrium”. The study includes five aspects: the first is performance enhancement design of transplant variation and accurate response using rational equilibrium in demand domain, it tackles the difficulty of inaccurate response to demands; the second is performance enhancement design of decomposition reconstruction and decoupling association using orderly equilibrium in function domain, it tackles the difficulty of hierarchical decoupling; the third is performance enhancement design of non-standard variation and linkage optimization using robust equilibrium in structure domain, it tackles the difficulty of structure variation and regeneration; the forth is performance enhancement design of machine matching and variation tolerance to working conditions using recursive equilibrium in process domain, it tackles the difficulty of performance fluctuation instability; the fifth is platform development and application validation of performance enhancement design using multi-domain equilibrium. The research has three innovations: the first is multi-domain linkage performance enhancement design using extraction and equilibrium of inter-constraint factors; the second is customized demand extension and accurate response design using cross-domain bi-directional mapping; the third is multi-scale matching and tolerant optimal robust design using dynamic extension. The proposed theory and method will be verified by precision CNC machine tools and other complex equipment.

复杂装备结构复杂、零部件参数多、模块关联耦合,为解决当前设计中的定制需求多元化、功能结构一体化、性能指标增强化难题,拟开展《复杂装备多域均衡的性能增强设计理论、方法及应用研究》,研究内容包括五项:一是研究需求域理性均衡的移植变型与精准响应性能增强设计,解决需求的响应失准难题;二是研究功能域有序均衡的分解重构与解耦关联性能增强设计,解决功能的层次解耦难题;三是研究结构域稳健均衡的非标变异与联动趋优性能增强设计,解决结构的变异再生难题;四是研究过程域递归均衡的部机匹配与工况容扰性能增强设计,解决性能的波动失稳难题;五是研究多域均衡的性能增强设计平台开发与应用验证。拟取得三项创新:一是复杂装备相持因素抽取与均衡的多域联动性能增强设计;二是跨域双向映射的定制需求延伸与精准响应设计;三是动态扩展的多尺度匹配与容扰趋优稳健设计。以精密数控机床等复杂装备设计为例,验证所提出的理论与方法。

项目摘要

面上项目“复杂装备多域均衡的性能增强设计理论、方法及应用研究”(资助号:51775494),针对复杂装备结构复杂、零部件参数多、模块关联耦合的特点,旨在解决当前复杂装备设计中的定制需求多元化、功能结构一体化、性能指标增强化难题,以精密数控机床等复杂装备设计为例,验证所提出的理论与方法。研究内容包括:一是研究理性均衡的移植变型与精准响应性能增强设计;二是研究有序均衡的分解重构与解耦关联性能增强设计;三是研究稳健均衡的非标变异与联动趋优性能增强设计;四是研究递归均衡的部机匹配与工况容扰性能增强设计;五是研究多域均衡的性能增强设计平台开发与应用验证。.本项目顺利完成了研究目标,发表高水平SCI/EI等期刊研究论文25篇,其中TOP期刊封面论文(Cover Paper)1篇;获得授权知识产权36项,其中发明专利25项;指导研究生6名,其中省级优秀学位论文2篇;获得省部级科技进步一等奖2项。.本项目取得三项显著研究亮点:提出了基于雅可比矩阵敏感度的精度强化设计方法;提出了形态自适应多层定制的复杂形态增材制造性能增强设计方法;提出了基于多域均衡的复杂装备能效优化设计方法。研究成果发表的代表性期刊包括:3D Printing and Additive Manufacturing、Journal of Cleaner Production、Engineering、Rapid Prototyping Journal、International Journal of Computer Integrated Manufacturing、International Journal of Exergy、Energy Reports、International Journal of Advanced Manufacturing Technology、Frontiers of Mechanical Engineering、机械工程学报、计算机学报、计算机辅助设计与图形学学报、计算机集成制造系统等重要学术期刊。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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