ch07_產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-08 17:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 把某現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理為無量綱關(guān)系式 ， 那么這種準(zhǔn)則關(guān)系式便可推廣到與它相似的所有的其他現(xiàn)象上 ， 即從模型實(shí)驗(yàn)到實(shí)物設(shè)計； ② 同一系統(tǒng)的物理量不論采用什么基本量單位 ， 其函數(shù)關(guān)系都是成立的； ③ 是無量綱數(shù)且各不相同 ， 個數(shù)是固定的但其形式不是唯一的 ， 通常是同一個問題中兩個相同性質(zhì)物理量的比例 。 第二節(jié) 相似設(shè)計 第 7章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計 1 （ 3）相似第三定理 定義：對于同一類物理現(xiàn)象，如果單值量相似，而且由單值量所組成的相似準(zhǔn)則在數(shù)值上相等，則這些現(xiàn)象必定相似。 這里的單值量是指單值條件（幾何、物理、邊界和初始條件）中的物理量。 第三定理指出了相似的充分必要條件：兩個現(xiàn)象相似，除要求對應(yīng)點(diǎn)上的物理量組成的相似準(zhǔn)則數(shù)值相同外，其初始狀態(tài)條件必須相同。 相似第三定理是相似設(shè)計的理論基礎(chǔ)。 第二節(jié) 相似設(shè)計 第 7章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計 量綱分析法是指通過對系統(tǒng)間特征值量綱進(jìn)行分析 ， 找出各量之間的一般的相互關(guān)系 ， 從而求得相似準(zhǔn)則 。 例如 ， 牛頓第二定律 ， 若用量綱表示 ， 則有 或者 1 相似準(zhǔn)則的確定 （ 1）量綱分析法 F ma?2[ F ] [ M L T ]??12[ M ] [ F L T ]??第二節(jié) 相似設(shè)計 第 7章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計 1 【 例 71】 描述物體運(yùn)動的物理量有力、質(zhì)量、速度和 時間，根據(jù)相似第二定理，可寫出如下 π 相似準(zhǔn)則： 式中， a、 b、 c、 d為待確定未知量。 代入各物理量的量綱，化為如下量綱方程： 等式左邊的量綱為 0，根據(jù)齊次原則，有 令 a=1，解之得 回代入方程，可得牛頓相似準(zhǔn)則為 a b c dF m v t??21[ ] [ M L T ] [ M ] [ L T ] [ T ]a b c d????1111abcd??? ???????? ??11 FtF m v t mv??? ? ?002 ( ) 0abaca c d???????? ? ? ? ? ??第二節(jié) 相似設(shè)計 第 7章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計 1 （ 2）方程分析法 任何系統(tǒng)的物理或者幾何模型都可以用數(shù)學(xué)方程式來表達(dá) ， 因此可根據(jù)已知的支配系統(tǒng)特性規(guī)律和描述特征的數(shù)學(xué)方程來求解相似指標(biāo)和相似準(zhǔn)則 。 第二節(jié) 相似設(shè)計 第 7章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計 1 2 相似設(shè)計方法 相似設(shè)計是在確定了基型設(shè)計的基礎(chǔ)上 ， 根據(jù)相似理論求出系列中其他產(chǎn)品的參數(shù)和規(guī)格尺寸 ， 從而完成全系列產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計 。 相似產(chǎn)品設(shè)計過程如下圖所示 。 第二節(jié) 相似設(shè)計 第 7章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計 1 （ 1）基型設(shè)計 根據(jù)設(shè)計任務(wù)及設(shè)計要求 ， 先確定一個基型產(chǎn)品及其主參數(shù) 。 在基型產(chǎn)品的基礎(chǔ)上 ， 沿縱向 、 橫向進(jìn)行擴(kuò)展 。 （ 2）確定相似類型 相似系列產(chǎn)品一般可分幾何相似和半相似系列產(chǎn)品兩大類型 。 第二節(jié) 相似設(shè)計 第 7章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計 1 （ 3）確定級差公比和系列型譜 在系列產(chǎn)品中 ， 相鄰兩產(chǎn)品的規(guī)格參數(shù)及尺寸之間的公比稱為級差 。 級差是相似系列品設(shè)計的關(guān)鍵 。 （ 1）級差公比的選擇原則 ① 在一定的尺寸和參數(shù)范圍內(nèi)，級差公比值小，所得到的系列產(chǎn)品的型號就多，選擇使用范圍寬，但生產(chǎn)較麻煩，制造成本較高，所以要兼顧生產(chǎn)與使用兩方面。 ② 全系列產(chǎn)品中，級差公比可選為定值或不同數(shù)值。例如，采用“兩頭大，中間小”的級差公比可在常用尺寸范圍內(nèi)得到較多的型號，便于選擇使用，在較小及較大尺寸范圍 第二節(jié) 相似設(shè)計 第 7章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計 1 內(nèi)型號少，滿足了加工制造的經(jīng)濟(jì)性。此外，也可采用“先大后小”、“先小后大”等類型的級差公比。 ③ 級差公比盡可能是標(biāo)準(zhǔn)公比。此外，也可“隔一取一，隔二取一”等，以減少品種數(shù)，也可不同系列混用。 （ 2）級差公比的計算方法 ① 按照等比數(shù)列計算。在確定了產(chǎn)品最大型號主值 和最小型號主值 后，按照下式計算。 式中， 為型號數(shù)量、規(guī)格種類。 將計算出的級差圓整后，按照優(yōu)先數(shù)確定產(chǎn)品系列型譜。 maxBminBm a x1m i nz BB? ??z第二節(jié) 相似設(shè)計 第 7章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計 第 7章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系與模塊化設(shè)計 1 例如，設(shè)計圓柱銷時，要求長度 10～ 125 mm，擬定 12個規(guī)格，其長度級差為 采用標(biāo)準(zhǔn)公比 ， R10系列，則圓柱銷的長度規(guī)格為 10， ， 16， 20， 25， ， 40， 50， 63， 80，100， 125 mm. 等比數(shù)列方法適于計算結(jié)構(gòu)尺寸類參數(shù)。 L?1 2 1 125 1 . 2 510L? ???? ?② 由相似原理分析并求解相似比。通過相似分析，列出相似方程式，再求出相似比作為級差公比。該法適于計算性能參數(shù)。 第二節(jié) 相似設(shè)計 （ 4）計算擴(kuò)展型產(chǎn)品的尺寸及參數(shù) 在確定了基型產(chǎn)品尺寸及性能參數(shù)后，可通過計算或者圖解法求解全系列擴(kuò)展型產(chǎn)品的尺寸及參數(shù)。計算法的公式為 （ 711）
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