中英文翻译译文

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1、从概念设计到虚拟实体设计的快速创新设计方法王宇新机械工程系，同济大学，上海200092，中华人民共和国摘要：随着产品制造全球化的发展和市场竞争的激烈化，迫切需要企业能够开发自己的产品，以满足市场的要求。因此，设计工程师需要解决两个关键问题：提高产品的竞争力和降低产品的设计生命周期。由于大多数3D软件是以参数和功能为基础，根据三维设计平台，在设计过程中，可以很容易地对产品的技术特性、装配和制造的合理性进行评价和修改，并且通过虚拟实体模拟和干涉检测，可以尽快完善产品的各要素和设计方案。然而，三维软件不可

2、以支持机械设备的概念设计。基于再生概念设计方法，本文提出了一种系统化和自动化设计方法，用于机械设备从概念设计到虚拟实体设计。使用此方法，可以自动完成产品从概念设计到结构设计，虚拟装配和仿真，并到虚拟实体原型所有设计过程。关键词：创新设计，虚拟设计1、导言随着产品制造全球化和市场竞争的激烈化，首先迫切需要企业能够开发自己的产品，以满足市场的要求。参数技术和基于特征的设计已经应用于大多数商业CAD软件中。在三维设计环境下开发产品的主要优势是可以非常方便地对产品的技术特性，装配和制造的合理化进行评价和修改

3、。在3D软件装配工具的支持下，可以生产出虚拟产品。通过模拟虚拟产品和干涉检查，可以尽快完善产品的各要素和设计方法。通过API技术和数据转换接口，使CAD/CAM/CAE和CAPP处在统一的设计平台，加快产品的设计和制造进程。然而，三维软件不能支持机械设备的概念设计。考虑到三维软件在加快产品设计和制造的优势，介于我们以前一系列的研究工作，在本文提出了一种概念设计，支持机械设备的虚拟产品设计方法。在此方法中，机械设备的创造概念包含了再生方法，用字符串表示。结构方案确定后，能够自动连接到运动学分析。另一方

4、面，结构要素建立在虚拟实体形式。选择3D软件所提供的API技术的类型，运用背景预置安装方法，可将虚拟实体自动装配成机械设备。因此，本文介绍了该方法。所有设计流程：从概念设计到结构设计、仿真、虚拟装配和虚拟实体原型设计，都可以自动进行。2、方法142.1方法论图1是机械系统快速创新设计系统的流程图。该系统包括概念设计过程，字符识别过程，运动学分析过程，三维虚拟实体设计（或三维结构设计）过程，自动装配过程，虚拟仿真过程，修改和产品空间布局设计。概念设计完成后，产生一系列的概念设计的结果，用字符串表示，例

5、如GCBKHEZIF（36）。这些字符串，可以分解为若干基本机构，如齿轮，低副连接副，凸轮，以及它们之间的连接。在完成基本机构的运动学分析和虚拟结构设计之后，基于基本机构的结构和预装配技术的联结，可以计算出相应机械系统的空间布局。将平面运动学分析数据转换为空间运动学分析数据，最后，我们可以得机械系统的虚拟实体相对的以字符串表示的概念设计的结果。由于所有的设计过程可以自动进行，包括设计结果和数据。该系统可自动、高效、系统地完成从概念设计到虚拟实体原型设计的总体设计。通过这一系统，可以评价虚拟实体形式的

6、概念设计运动特性，而不仅仅以经济价值角度来评价。同时，在概念设计阶段写下来的设计规则，可以得到广泛运用。通过这种方式，在整个概念设计结果中可以发现一些创新的概念设计方法。因此，借助这个系统，我们不仅可以获得创新设计，而且也减少了产品的设计时间和成本。2.2再生概念再生过程主要是由三部分组成：设计问题的定义、创新设计拓扑形式的选择和再生。在设计问题的定义过程中，通过分析现有设计或新的设计要求，设计人员做出某些机械和设计要求14的拓扑特征，并为设计问题写下再生方案和评价规则。设计规则格式如下：A(

7、B)[C/D/…!E/F…]再生规则和评价规则可以说明设计要求的特性，如运动功能，机械的拓扑特性，例如自由度/机械的机构等，如果能够找到设计问题的解决方案，再生规则只需包含运动功能的要求;如果想更详细的选择和优化解决方案以满足特定的设计要求，除上述所有规则，还应包含评价规则。评价规则越多，解决方案越细微，更能满足特殊的设计要求。对于一个设计问题，再生规则和评价规则可以互换。为了方便起见，我们倡导设计方案中包含再生方案和设计规则。再生程序是用一系列字符串来表示设计规则的。如：GE000KBC(1)(P

8、12),0EGCBK00(3)(P23)等，这些字符串称为再生规则，或象征规则。2.3识别码在基本概念设计法的概念设计之后，概念设计的结果用一系列的象征规则表示，例如，GC=CE000ZGDF（9）。由于这种形式会有重复，为区别每一个杆件，矩阵形式如下：G[n]={1,2,3,4,5,6,7…n}在确定的基本机构时，如果一个基本机制是确定的，在G[n]中各要素与杆件链接，其中基本机制可记为-1。基本机构确定后，可写成以下形式：G[n]={-1，-1，-1，-1，-1，