液压缸计算机辅助设计系统研究
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摘要
本文针对液压机用液压缸，在AutoCAD R14平台上开发了一套以专家系
统和优化设计为支撑软件的液压缸CAD（计算机辅助设计）系统——
《YYGCAD2.0》。该软件包括液压缸设计专家系统《YYGES》、液压缸结构
优化系统《YKJU5.0》、液压缸参数化绘图三大模块，能在任何
Windows/95/98/NT系统的微机上运行。专家系统《YYGES》的知识和数据来
源于液压机领域专家的经验，采用规则方法推理，具有庞大的数据库和良好的
人机接口。结构优化系统《YKJU5.0》以复合形法为优化算法，以有限元为结
构分析方法，采用三次样条函数描述形线，对液压缸进行了结构尺寸参数和
法兰过渡形线优化。参数化绘图模块是在AutoCAD R14平台上、在Visual C
++6.0环境下用ObjectARX语言开发的应用程序，运行速度快。利用MFC（微
软基础类库）开发的用户界面，具有Windows风格，操作简单，易于推广。用
户在输入液压缸的主要技术参数后，如不进行结构优化计算，借助专家系统可
在1小时内得到全部设计图纸；如需优化，也可在5小时内完成设计，并绘出
全部图纸。《YYGCAD2.0》经生产厂家使用，状态良好，已实现商品化。
Based on the ES(Expert System)and modern design methods such as
FEM(Finite Element Method), structural optimization etc., a set of software about
the CAD(Computer Aided Design) of hydraulic cylinder for hydraulic press is
developed. The software can be used on the platform of AutoCAl) R14 on any PC
(Personal Computer) whose operating system is Windows 95,98 or NT .It includes
three main modules. One is ES ,named YYGES in this essay. Another is structural
optimization, which is also called YKJU5.O. The third is parametric plot. The
YYGES comes from the knowledge and experience of experts on hydraulic cylinder.
It has intelligence and can offer help during design. Designer can understand the
procedure well through the good interface of YYGES. YKJU5.O adopts the complex
method as its optimizing arithmetic and FEM as its structure analyzing method.
Parametric plot module is an application developed on AutoCAD R14 platform with
ObjectARX language. Its UI (User Interface) made by MFC (Microsoft Foundation
Class) has the style of Windows and is very friendly. It can make the design easy and
is suitable for popularization. Just input some basic parameters of the hydraulic
cylinder, and the whole set of drawing will be provided. This software can shorten
the design period and improve design at the same time. It has been put into use in
factories and got a good favour.
统和优化设计为支撑软件的液压缸CAD（计算机辅助设计）系统——
《YYGCAD2.0》。该软件包括液压缸设计专家系统《YYGES》、液压缸结构
优化系统《YKJU5.0》、液压缸参数化绘图三大模块，能在任何
Windows/95/98/NT系统的微机上运行。专家系统《YYGES》的知识和数据来
源于液压机领域专家的经验，采用规则方法推理，具有庞大的数据库和良好的
人机接口。结构优化系统《YKJU5.0》以复合形法为优化算法，以有限元为结
构分析方法，采用三次样条函数描述形线，对液压缸进行了结构尺寸参数和
法兰过渡形线优化。参数化绘图模块是在AutoCAD R14平台上、在Visual C
++6.0环境下用ObjectARX语言开发的应用程序，运行速度快。利用MFC（微
软基础类库）开发的用户界面，具有Windows风格，操作简单，易于推广。用
户在输入液压缸的主要技术参数后，如不进行结构优化计算，借助专家系统可
在1小时内得到全部设计图纸；如需优化，也可在5小时内完成设计，并绘出
全部图纸。《YYGCAD2.0》经生产厂家使用，状态良好，已实现商品化。
Based on the ES(Expert System)and modern design methods such as
FEM(Finite Element Method), structural optimization etc., a set of software about
the CAD(Computer Aided Design) of hydraulic cylinder for hydraulic press is
developed. The software can be used on the platform of AutoCAl) R14 on any PC
(Personal Computer) whose operating system is Windows 95,98 or NT .It includes
three main modules. One is ES ,named YYGES in this essay. Another is structural
optimization, which is also called YKJU5.O. The third is parametric plot. The
YYGES comes from the knowledge and experience of experts on hydraulic cylinder.
It has intelligence and can offer help during design. Designer can understand the
procedure well through the good interface of YYGES. YKJU5.O adopts the complex
method as its optimizing arithmetic and FEM as its structure analyzing method.
Parametric plot module is an application developed on AutoCAD R14 platform with
ObjectARX language. Its UI (User Interface) made by MFC (Microsoft Foundation
Class) has the style of Windows and is very friendly. It can make the design easy and
is suitable for popularization. Just input some basic parameters of the hydraulic
cylinder, and the whole set of drawing will be provided. This software can shorten
the design period and improve design at the same time. It has been put into use in
factories and got a good favour.
引文
1 陆志强，李锐，蔡建国．产品设计中的计算机辅助设计工具及其实施方法．机械设计与研究．1997，(1)：37～39
2 肖人彬，周济，查建中．智能设计——先进设计技术的核心．机械设计．1997，(4)：1～3
3 金淼．压力机结构静动态离散优化．燕山大学硕士学位论文．1993：5～18
4 聂绍珉．液压机框架的结构优化及YKJU程序．东北重型机械学院学报．1980，8(10)：56～65
5 聂绍珉．“YKJU”程序使用说明书．“六五”国家科技攻关项目鉴定资料．1980：1～4
6 马克．空间板系结构的优化设计．燕山大学硕士学位论文．1987：1～20
7 赵希禄．液压机机架的三维整体结构优化设计．燕山大学硕士学位论文．1988：1～15
8 王纪红．压力机结构的离散遗传优化．燕山大学硕士学位论文．1993：1～9
9 曹光祥．液压机本体的CAD系统研究．燕山大学硕士学位论文．1991：1～14
10 胡荣才，俞新陆．机械ICAD系统中知识组织方法的研究．计算机辅助设计与图形学学报．1997，9(4)：328～333
11 焦敬品．基于专家系统和离散优化的液压机本体CAD．燕山大学硕士学位论文．1996：1～14
12 徐志宏．液压机本体设计专家系统及CAD．燕山大学硕士学位论文．1998：1～15
13 王潍，申颖．基于AutoCAD的液压CAD系统．机床与液压．2000，(3)：63～64
14 Zhao Jingyi, Chen Zhuoru, Wang Yiqun, Ma Baohai, Yao Chengyu. The Development and Prospect of Hydraulic Reliability Engineering. The 5th International Conference of Fluid Power Transmission and Control, Hangzhou, 2001, 4:404～410
15 王军，胡英．机床液压系统智能CAD系统的设计．新技术新工艺．1997，(2)：12—14
16 孙以泽．液压系统计算机辅助计算与选型策略．机床与液压．1997，(6)：48～49
17 赵葛霄，贺继钢，司徒忠．液压集成块智能化设计系统应用研究．机床与液压．2000，(1)：13～14
18 贾培起．液压缸．北京科学技术出版社．1987：10～30
19 俞新陆．液压机。机械工业出版社．1990：20～21
20 赵长财，袁荣娟．液压缸法兰应力集中的研究．锻压技术．1994，(3)：50～52
21 孙育智．上梁刚度和偏载对液压缸法兰强度的影响．重型机械．1983，(11)：48～55
22 郭宝锋．液压缸支承法兰部分强度分析的支承刚度系数法．锻压机械．1994，6：17～19
23 赵长财，袁荣娟．法兰支承液压缸缸底弹性力学分析．机械设计．1994，(4)：12～17
24 俞新陆．液压机的现代设计理论．机械工业出版社．1987：30～42
25 王金诺．现代设计理论与方法在起重运输机械中的应用和展望．起重运输机械．1997，(2)：3～9
26 俞新陆，郑楚鸿．法兰支承液压缸的研究．重型机械．1982，(1)：21～28
27 汤达，于集风．法兰支承液压缸的有限元计算及强度分析．重型机械．1984，(2)：7～16
28 张庆．液压缸设计分析系统构造与界面处理．新技术新工艺．1997，(2)：15～16
29 赵长财，胡景春，袁荣娟．液压缸法兰强度研究．锻压技术．1993，(6)：43～48
30 赵长财，官英平，李仕华．缸底支承液压缸缸底强度计算．东北重型机械学院学报．1997，(1)：31～34
31 Cavendish Jc. Automatic Triangulation of Arbitrary Planar Domain for the Finite Element Method. Ingernational Journal of Numerical Methods in Engineering. 1974, 8:679～696
32 Shepard MS, Yerry MA. Approaching the Automatic Generation of Finite Element Mesh. Computer Mechanical Engineering. 1983, 1:49～56
33 Blacker T. Stephenson MB. Paving: A New Approach to Automatical Quadrilateral Mesh Generation. Journal of Numerical Methods in Engineering. 1991, 32:811～847
34 Tam Tkh, Armstrong OG. 2D Finite Element Mesh Generation by Medial Aid Subdividion. Advance Engineering Software. 1991, 13:313～324
35 张庆，孙国君．液压缸结构分析的网格自动生成．锻压技术．1997，(6)：45～48
36 余心宏，徐山红．液压缸通用有限元分析软件设计．锻压机械．1994，(3)：34～36
37 谢春，马兰，彭颖红．有限元计算结果的可视化处理．计算机辅助设计与图形学报．2000，(2)：81～84
38 E.J. Haug. J.S. Arora. Aplied Optimal Design. John Wiley & Sons. Inc., 1979: 33～37
39 R.L. Fox. Optimization Methods for Engineering Design. Addison-Wesley Publishing Company. 1971: 1～7
40 程耿东．工程结构优化设计基础．水利电力出版社．1983：13～22
41 Gill PE, MURRAY W, Wright MH. Practical Optimization. Academic Press, London. 1981:55～68
42 Powell MJD. Introduction to constrained Optimization. Numerical Method for constraints optimization, Academic Press, London, 1974:1～28
43 宋天霞．大型复杂结构优化设计计算．华中理工大学出版社．1992：29～41
44 Fletcher R. Practical Methods of Optimization. 2nd. edn, Wiley: chichester, 1987:21～27
45 Dan M, Frangopol, Fred Moses. Reliability-based Structural Optimization. Advances in Design Optimisation, London, 1994:492～570
46 G. Mejak. Finite Element Solution of a Model Free Surface Problem by the Optimal Shape Design Approach. Int.,J. Numer. Meth. Eng., 1997, 40:1525～1550
47 Hsu, Yeh-Liang. Notes on Interpreting Monotonicity Analysis Using Karush-Kuhn-Tucker Conditions And Monoa Logic Program for Monotonicity Analysis. Americal Society. of Mechanical Engineers, Design Engineering Division. 1993, 65:243～251
48 余俊．现代设计理论和方法简介．重型机械．1982，(2)：14～17
49 R. H. Gallagher, O.C. Zienkiewicz. Optimum Structural Design. Theory and Aproach, John Wiley & Sons, 1973:57～64
50 G.V. Raklatics Engineering Optimization methods and applications. Job. Wiley & Znc. 1983:5～20
51 Yu Xinlu, Guo Hede, Xu Deshan, Xu Chenggang. Optimization fo Hydraulic Cylinder. Proceedings of the International Machine Tool Design and Research Conference, Birmingham, 1985:113～126
52 郭和德，许成纲．计算机辅助形状优化设计．重型机械．1984，(10)：1～11
53 王雨露，聂少珉，林秀安．液压缸结构设计通用程序．锻压机械．1989，(6)：32～34
54 牛玲．液压缸系统的计算机辅助设计及法兰过渡形线的试验研究．燕山大学硕士学位论文．1986：40～62
55 黄尧民．机械CAD．机械工业出版社．1995：4～16
56 Saad Mild, Lou M M.Sbared. Understanding in Computer supported Colldeted Design. Computer Aided Design. 1996, 3(28): 183～192
57 周济．CAD技术在中国制造业中的应用．机械与电子．1998，(4)：9～13
58 郭小和．锻压机液压缸计算机辅助变结构设计系统．工程机械．1994，(7)：18～20
59 晏良俊，陈尧明．液压缸变结构CAD系统的研究．机床与液压．1998，(1)：32～33
60 郭津津，董黎敏，史津平，朱世和．面向CAD／CAPP集成的液压缸设计CAD系统．天津理工学院学报．1999，15(4)：68～70
61 Chengqi Zhang. Cooperation under uncertainty in distributed expert systems. Artificial Intelligence. 1992, 56:21～29
62 吴惠中，陈定方，万耀青．机械设计专家系统研究与实践．中国铁道出版社．1994：3～15
63 冯培恩，刘谨．专家系统．机械工业出版社．1993：1～21
64 Wu Xindong, Zou Yan. The General Purpose Aspect of Expert Systems. Proceeding of IEEE SMC 88, International Academic Publishers,1988: 828～831
65 Brawn H. On Solving Travelling Salesman Problem by Genetic Algorithms. 1999, 20(1): 129～133
66 邱忠宇，史挺进，张芳霁，顾晃，吴昭同．基于规则的模糊神经网络故障诊断专家系统．机械科学与技术．1999，18(4)：612～614
67 Dr. I. I. Dimitrov, V. I. Velkov, S.N. Icherenski. Expert System for Mechanical for Parts Design. AIII:Methodology, systems, Applications. Ph. Jorrand and V. Sgurev(editors).Elsevier Science Publishers B. V. North-Holland, APIA. 1987
68 Ma Baohai, Zhao Jingyi, Qiu Lihua. The Application of the Fuzzy Reliability in the Hydraulic Cylinder Design. The 5th International Conference of Fluid Power Transmission and Control, Hangzhou, 2001, 4:173～175
69 王军．液压缸智能CAD系统的研究．组合机床与自动化加工技术．1996，(9)：28～30
70 孙延明，刘斌，骆雯，周驰．液压缸智能CAD系统的研制．机床与液压．1999，(2)：30～32
2 肖人彬，周济，查建中．智能设计——先进设计技术的核心．机械设计．1997，(4)：1～3
3 金淼．压力机结构静动态离散优化．燕山大学硕士学位论文．1993：5～18
4 聂绍珉．液压机框架的结构优化及YKJU程序．东北重型机械学院学报．1980，8(10)：56～65
5 聂绍珉．“YKJU”程序使用说明书．“六五”国家科技攻关项目鉴定资料．1980：1～4
6 马克．空间板系结构的优化设计．燕山大学硕士学位论文．1987：1～20
7 赵希禄．液压机机架的三维整体结构优化设计．燕山大学硕士学位论文．1988：1～15
8 王纪红．压力机结构的离散遗传优化．燕山大学硕士学位论文．1993：1～9
9 曹光祥．液压机本体的CAD系统研究．燕山大学硕士学位论文．1991：1～14
10 胡荣才，俞新陆．机械ICAD系统中知识组织方法的研究．计算机辅助设计与图形学学报．1997，9(4)：328～333
11 焦敬品．基于专家系统和离散优化的液压机本体CAD．燕山大学硕士学位论文．1996：1～14
12 徐志宏．液压机本体设计专家系统及CAD．燕山大学硕士学位论文．1998：1～15
13 王潍，申颖．基于AutoCAD的液压CAD系统．机床与液压．2000，(3)：63～64
14 Zhao Jingyi, Chen Zhuoru, Wang Yiqun, Ma Baohai, Yao Chengyu. The Development and Prospect of Hydraulic Reliability Engineering. The 5th International Conference of Fluid Power Transmission and Control, Hangzhou, 2001, 4:404～410
15 王军，胡英．机床液压系统智能CAD系统的设计．新技术新工艺．1997，(2)：12—14
16 孙以泽．液压系统计算机辅助计算与选型策略．机床与液压．1997，(6)：48～49
17 赵葛霄，贺继钢，司徒忠．液压集成块智能化设计系统应用研究．机床与液压．2000，(1)：13～14
18 贾培起．液压缸．北京科学技术出版社．1987：10～30
19 俞新陆．液压机。机械工业出版社．1990：20～21
20 赵长财，袁荣娟．液压缸法兰应力集中的研究．锻压技术．1994，(3)：50～52
21 孙育智．上梁刚度和偏载对液压缸法兰强度的影响．重型机械．1983，(11)：48～55
22 郭宝锋．液压缸支承法兰部分强度分析的支承刚度系数法．锻压机械．1994，6：17～19
23 赵长财，袁荣娟．法兰支承液压缸缸底弹性力学分析．机械设计．1994，(4)：12～17
24 俞新陆．液压机的现代设计理论．机械工业出版社．1987：30～42
25 王金诺．现代设计理论与方法在起重运输机械中的应用和展望．起重运输机械．1997，(2)：3～9
26 俞新陆，郑楚鸿．法兰支承液压缸的研究．重型机械．1982，(1)：21～28
27 汤达，于集风．法兰支承液压缸的有限元计算及强度分析．重型机械．1984，(2)：7～16
28 张庆．液压缸设计分析系统构造与界面处理．新技术新工艺．1997，(2)：15～16
29 赵长财，胡景春，袁荣娟．液压缸法兰强度研究．锻压技术．1993，(6)：43～48
30 赵长财，官英平，李仕华．缸底支承液压缸缸底强度计算．东北重型机械学院学报．1997，(1)：31～34
31 Cavendish Jc. Automatic Triangulation of Arbitrary Planar Domain for the Finite Element Method. Ingernational Journal of Numerical Methods in Engineering. 1974, 8:679～696
32 Shepard MS, Yerry MA. Approaching the Automatic Generation of Finite Element Mesh. Computer Mechanical Engineering. 1983, 1:49～56
33 Blacker T. Stephenson MB. Paving: A New Approach to Automatical Quadrilateral Mesh Generation. Journal of Numerical Methods in Engineering. 1991, 32:811～847
34 Tam Tkh, Armstrong OG. 2D Finite Element Mesh Generation by Medial Aid Subdividion. Advance Engineering Software. 1991, 13:313～324
35 张庆，孙国君．液压缸结构分析的网格自动生成．锻压技术．1997，(6)：45～48
36 余心宏，徐山红．液压缸通用有限元分析软件设计．锻压机械．1994，(3)：34～36
37 谢春，马兰，彭颖红．有限元计算结果的可视化处理．计算机辅助设计与图形学报．2000，(2)：81～84
38 E.J. Haug. J.S. Arora. Aplied Optimal Design. John Wiley & Sons. Inc., 1979: 33～37
39 R.L. Fox. Optimization Methods for Engineering Design. Addison-Wesley Publishing Company. 1971: 1～7
40 程耿东．工程结构优化设计基础．水利电力出版社．1983：13～22
41 Gill PE, MURRAY W, Wright MH. Practical Optimization. Academic Press, London. 1981:55～68
42 Powell MJD. Introduction to constrained Optimization. Numerical Method for constraints optimization, Academic Press, London, 1974:1～28
43 宋天霞．大型复杂结构优化设计计算．华中理工大学出版社．1992：29～41
44 Fletcher R. Practical Methods of Optimization. 2nd. edn, Wiley: chichester, 1987:21～27
45 Dan M, Frangopol, Fred Moses. Reliability-based Structural Optimization. Advances in Design Optimisation, London, 1994:492～570
46 G. Mejak. Finite Element Solution of a Model Free Surface Problem by the Optimal Shape Design Approach. Int.,J. Numer. Meth. Eng., 1997, 40:1525～1550
47 Hsu, Yeh-Liang. Notes on Interpreting Monotonicity Analysis Using Karush-Kuhn-Tucker Conditions And Monoa Logic Program for Monotonicity Analysis. Americal Society. of Mechanical Engineers, Design Engineering Division. 1993, 65:243～251
48 余俊．现代设计理论和方法简介．重型机械．1982，(2)：14～17
49 R. H. Gallagher, O.C. Zienkiewicz. Optimum Structural Design. Theory and Aproach, John Wiley & Sons, 1973:57～64
50 G.V. Raklatics Engineering Optimization methods and applications. Job. Wiley & Znc. 1983:5～20
51 Yu Xinlu, Guo Hede, Xu Deshan, Xu Chenggang. Optimization fo Hydraulic Cylinder. Proceedings of the International Machine Tool Design and Research Conference, Birmingham, 1985:113～126
52 郭和德，许成纲．计算机辅助形状优化设计．重型机械．1984，(10)：1～11
53 王雨露，聂少珉，林秀安．液压缸结构设计通用程序．锻压机械．1989，(6)：32～34
54 牛玲．液压缸系统的计算机辅助设计及法兰过渡形线的试验研究．燕山大学硕士学位论文．1986：40～62
55 黄尧民．机械CAD．机械工业出版社．1995：4～16
56 Saad Mild, Lou M M.Sbared. Understanding in Computer supported Colldeted Design. Computer Aided Design. 1996, 3(28): 183～192
57 周济．CAD技术在中国制造业中的应用．机械与电子．1998，(4)：9～13
58 郭小和．锻压机液压缸计算机辅助变结构设计系统．工程机械．1994，(7)：18～20
59 晏良俊，陈尧明．液压缸变结构CAD系统的研究．机床与液压．1998，(1)：32～33
60 郭津津，董黎敏，史津平，朱世和．面向CAD／CAPP集成的液压缸设计CAD系统．天津理工学院学报．1999，15(4)：68～70
61 Chengqi Zhang. Cooperation under uncertainty in distributed expert systems. Artificial Intelligence. 1992, 56:21～29
62 吴惠中，陈定方，万耀青．机械设计专家系统研究与实践．中国铁道出版社．1994：3～15
63 冯培恩，刘谨．专家系统．机械工业出版社．1993：1～21
64 Wu Xindong, Zou Yan. The General Purpose Aspect of Expert Systems. Proceeding of IEEE SMC 88, International Academic Publishers,1988: 828～831
65 Brawn H. On Solving Travelling Salesman Problem by Genetic Algorithms. 1999, 20(1): 129～133
66 邱忠宇，史挺进，张芳霁，顾晃，吴昭同．基于规则的模糊神经网络故障诊断专家系统．机械科学与技术．1999，18(4)：612～614
67 Dr. I. I. Dimitrov, V. I. Velkov, S.N. Icherenski. Expert System for Mechanical for Parts Design. AIII:Methodology, systems, Applications. Ph. Jorrand and V. Sgurev(editors).Elsevier Science Publishers B. V. North-Holland, APIA. 1987
68 Ma Baohai, Zhao Jingyi, Qiu Lihua. The Application of the Fuzzy Reliability in the Hydraulic Cylinder Design. The 5th International Conference of Fluid Power Transmission and Control, Hangzhou, 2001, 4:173～175
69 王军．液压缸智能CAD系统的研究．组合机床与自动化加工技术．1996，(9)：28～30
70 孙延明，刘斌，骆雯，周驰．液压缸智能CAD系统的研制．机床与液压．1999，(2)：30～32