Conceptual design of Complex Product Systems (CoPS) plays a decisive influence on development time, cost and the possibility of success of product. Due to the complex multi-level, multi-disciplinary, multi-field coupling relations are existed in CoPS, generation and evaluation technology of concept design are still in its infancy. At present, the development of CoPS is based on empirical design, or performance and structural optimization methods through analyze detailed design models or physical prototypes, which makes the development cycle long, iterative, and difficult to system innovation. This project will study the generation and evaluation technology of conceptual design of bogie. Based on traditional function-structure model, the subsystem and component level coupling relationship of bogie will be analyzed from function and structure respectively. the conceptual design of bogie for complex service environment will be studied. Using vehicle dynamics performance indicators as responses and design parameters of the conceptual design as basic variables,multidisciplinary surrogate model of vehicle dynamics is bulit, and quantitative analysis of conceptual design parameters is realized based on sensitivity analysis methods. Bogie instance is used to verify the correctness of the proposed method.
复杂产品系统(Complex Product Systems, CoPS)概念设计对产品研发时间、成本和能否成功起着决定性影响。CoPS由于存在复杂的多层次、多学科、多领域耦合关系,概念设计模型的建立与评价难度大,尚未形成较成熟的研究方法,其研发依赖于对经验设计所得的详细设计模型和物理样机进行性能及结构优化,使得产品研发的周期长,反复次数多,难以实现系统创新。课题拟针对高速列车转向架这一典型复杂产品系统,在传统功构概念模型的基础上,分别从功能和结构角度系统分析转向架子系统级和部件级耦合关系,研究面向复杂服役环境的高速列车转向架概念设计建模方法;建立转向架多学科代理模型,以车辆动力学性能指标为核心的响应量,概念设计模型的设计参数为基本变量,运用灵敏度分析方法实现设计参数变动对性能指标影响的定量分析,并用转向架实例验证所提出方法的正确性。
本项目在传统功能-行为-结构模型基础上,研究转向架特有功能与行为的映射关系,复杂服役环境对转向架功能、行为的影响,形成功能-环境-行为映射方法;分析转向架特有机构或结构的行为特性,构建概念设计的功能-环境-行为-结构模型。剖析转向架子系统及部件之间的功能、结构耦合关系,提炼系统级设计参数并对及设计参数的定性分析;运用代理模型和灵敏度分析技术,研究设计参数与性能指标的定量影响关系,实现基于定量分析的设计参数选择合理性评价。最后选择中车长春轨道客车股份有限公司的城际高速列车CRH3A的转向架,按照课题所形成的建模方法构建其概念模型,得到设计参数;基于多学科代理模型及灵敏度分析对设计参数进行评价;采集各种典型运用工况下CRH3A 样车多学科仿真和试验结果与课题所得的定量分析及评价的结果进行对比,修正模型并最终获得优化的概念模型生成及定量分析方法。
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数据更新时间:2023-05-31
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