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题名考虑可供性的可变功能机械产品功能转换设计方法
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作者
李文博
萨日娜
王香帅
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机构
内蒙古工业大学机械工程学院
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出处
《机电工程》
2025年第9期1781-1790,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52465031)
内蒙古自然科学基金资助项目(2024MS05057)
内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(JY20220282)。
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文摘
针对可变功能机械产品功能转换设计过程中功构关系耦合复杂、功能结构不确定等问题,提出了考虑可供性的可变功能机械产品功能转换设计方法。首先,构建了功能-结构-可供性耦合图模型(M_(FSA)),以超边表达功构映射关系,有向边表达可供性关系,量化分析了产品因功能转换过程产生的功构耦合关系变化;接着,设计了功能转换结构选择策略,建立了以最小可供性理想度、最大结构间亲和度为目标的结构选择模型;然后,给出了引入动态步长因子、动态发现概率算子的改进多目标二进制布谷鸟搜索算法(IMOBCS),并完成了功能转换结构选择方案Pareto解集的排序择优;最后,以消防接口的功能转换设计为实例,更改了最优结构选择方案中的所有结构,解决了存在的设计冲突,完成了功能转换设计,对多个设计方案进行了对比。研究结果表明:该方法实现了消防接口的功能转换设计,能表达更复杂的功构耦合关系;仅通过改进筛选结果所含结构,解决了所有设计冲突;IMOBCS算法生成了包括22个方案的结构选择方案集合(Pareto前沿),其收敛所需迭代次数最少,形成Pareto前沿的效果最好;通过方案之间的对比,发现了所获取的消防接口功能转换设计方案具有更好的应急效能、安全性、设计质量。
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关键词
机械设计
可变功能
可供性
功能-结构-可供性耦合图模型
超边
改进多目标二进制布谷鸟搜索算法
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Keywords
mechanical design
adaptable function
affordance
coupling graph model of function-structure-affordance(M FSA)
hyperedge
improved multiple objective binary cuckoo search algorithm(imobcs)
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分类号
TH122
[机械工程]
TB472
[机械工程—机械设计及理论]
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