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1、—8—阀门2007年第2期文章编号:100225855(2007)0220008204基于可拓工程方法的球阀概念设计张勇为,张强,刘飞,赵峰(长江大学机械工程学院,湖北荆州434023)摘要提出了基于可拓工程方法的阀门概念设计方法,并将其应用于球阀的方案设计。先采用发散树方法的一般模式发散出各种球阀设计方案,再根据已知特征值找出满足要求的初选方案,最终采用优度评价法选取较优方案。关键词球阀;概念设计;可拓方法;发散树;优度评价法中图分类号:TH134文献标识码:AConceptualdesignofball2valvebasedonex
2、tensionengineeringmethodZHANGYong2wei,ZHANGQiang,LIUFei,ZHAOFeng(YangtzeUniversity,Jingzhou434023,China)Abstract:Basedontheextensionengineeringmethod,themethodoftheconceptualdesignofvalvesisproposed,andthismethodisinapplicationtotheball2valveschemes’design.Atfirst,thegen
3、eralmodeofthedivergenttreemethodisutilizedtogainseveralofschemesoftheball2valve.Thenquali2fiedschemesareselectedpreliminarilyaccordingtotheknowncharacters’value.Finally,themostexcellentoneisselectedbytheoptimalappraisalmethod.Keywords:ball2valve;conceptualdesign;extensio
4、nmethod;divergencetree;optimalappraisalmethod1概述2基本理论产品的设计开发过程可分为概念设计和构型设可拓理论是用形式化工具,从定性和定量的角计两个阶段。概念设计是一个发散思维的过程,它度研究解决复杂问题的规律和方法。可拓方法是可先求出能实现既定功能并满足各种技术和经济指标拓理论解决矛盾问题的工具,依据是物元理论和可〔1〕的多种方案,最后确定综合较优方案。概念设拓集合理论。可拓方法和各领域专业知识相结合,计阶段是产品设计过程的关键环节,是生产过程中形成可拓工程方法,该方法可以应用于决策、新产最
5、能体现人的设计思想并决定产品性能和成本的重品构思、搜索、控制、诊断、评判和识别等领〔3〕要阶段,作为只占5%的产品设计活动往往决定产域。品成本的70%～80%。本文把要进行开发的球阀文献〔3〕中提到,人类所从事的许多活动,用物元描述,利用物元的发散性,进行产品的创新都可以用物元来描述,给定事物的名称N,它关和构思,得到多种球阀的设计方案,再利用优度评于特征c的量值ν,以有序三元组R=(N,c,价法,对各个方案进行综合评价,选出较优的球阀ν)作为描述事物的基本元,简称为物元。物元具设计方案。由于可拓工程方法中的发散树方法有效有可拓性,物元
6、的可拓性包括物元的发散性、相关的模仿人的创新思维,运用它可以对人类的发散思性、蕴含性和可扩性。物元的发散性即“一物多维过程进行形式化地描述,以便计算机有效模仿人征,一征多物,一值多物”等,它是人们进行发散的思维进行推理,使开发智能化阀门概念设计系统性思维的依据。根据物元的发散性,由某一物元成为可能〔2〕。R=(N0,c0,ν0)之一或其中两个出发进行发作者简介:张勇为(1977-),男,安徽歙县人,硕士研究生,主要研究方向为石油机械及创新设计。2007年第2期阀门—9—散,可以得到多个物元,从而为人们解决矛盾问题要设计所需球阀方案N,由
7、(球阀Nx,c,提供多条可供选择的路径。应用发散性解决求知和ν)这一物元,根据图1的一般发散树模式得出球求行问题的方法称为发散树方法。阀方案集U,Uµ{R1,R2,R3,R4,R5}。其3构建球阀方案设计过程的发散树思维模型中在球阀方案设计过程中适用介质、适用温度、铸钢硬密封适用介质c1,适用公称压力、密封性能、制造难度、经济性等因素起V形球阀N1,适用温度c2,-20～400〔4〕着主要作用,因此在设计过程中应着重考虑这公称压力c3,016～614几个因素,可将它们作为球阀物元模型特征,根据R1=密封性能c4,0～4各个特征值对球阀设
8、计方案进行评价,球阀物元制造难度c5,高R可表示为经济性c6,较好球阀N,适用介质c1,ν1铸钢硬密封适用介质c1,不适用适用温度c2,ν2(℃)V形球阀N2,适用温度c2,-20～200公称压力c3,ν3
