● 摘要
随着现代航空航天设备向结构越来越复杂、功能越来越完备、系统集成度越来越高的方向发展，传统的立足于单一学科领域的设计思想已经不能再满足对于产品整体性能的需要。因此，国家提出了航空航天复杂产品先进制造系统平台研究课题，本论文针对该课题下的子方向复杂产品一体化设计与虚拟样机技术进行了研究。文章建立了面向设计向导的多学科优化设计及虚拟样机平台方案，针对于复杂产品中的某一具体部件设计中所涉及到的机电一体化产品多学科综合设计与管理、复杂产品快速设计技术、复杂产品系统多学科虚拟样机协同优化设计与开发环境、以及知识库与专业设计系统几个问题进行了研究。依照文中设计的方案，以电动静液作动器（EHA）为研究对象，设计了具体的平台实现，验证了方案的可实施性。并且，为解决复杂产品的快速设计问题，提出了基于模型模板的设计方法。通过对于EHA设计的具体实现，验证了该方法的有效性。文章中提出依据导向性设计思想来进行平台设计，依照该思想设计的平台更能促进快速原型技术的实现。文中还设计了学科节点分解方法，为多学科协同设计提出了解决方案。该分解不同于以前常见的信息－能量流分解法。文中设计的分解法可以更好的指导各个专业学科的支撑软件的选用，并为各个支撑软件间的接口设计提供更有效的依据。针对多学科优化设计的问题，文章设计了参数波动影响分析法和智能变范围搜索法。其中，参数波动影响分析法以次方增加的方式放大波动值来标定各个参数的变化对于整体性能的影响大小。该分析方法为寻找最优参数配置提供了有效的依据；智能变范围搜索法基于连续性理论，使用范围边界作为变范围指标，针对于具备有限能量系统的工程设计对象进行寻优搜索。是一种十分有效的搜索方法。结果显示，论文建立的EHA系统的一体化设计与虚拟样机平台的各项设计结果可以达到预期目标，论文设计的复杂产品一体化设计与虚拟样机总体建设方案可以较好的满足课题“复杂产品一体化设计及虚拟样机技术”的各项要求，且具备可实施性，为同类平台的建设起到了指导性作用。