機械對稱的概念、作用及其應用知識獲取的研究.pdf

1、對稱廣泛存在于機械系統(tǒng)中，小至標準件，大至整機系統(tǒng)，具體如幾何結構，抽象如功能原理，都有對稱的存在。深入系統(tǒng)的研究機械對稱，可以指導對稱在機械系統(tǒng)中的科學應用，更好的實現(xiàn)機械系統(tǒng)的功能、提高機械系統(tǒng)的性能、滿足機械系統(tǒng)的設計約束，提高機械系統(tǒng)的技術性、經(jīng)濟性和社會性，有助于產(chǎn)品創(chuàng)新設計，提高產(chǎn)品的市場競爭力。在綜合分析了各領域對稱的研究歷史和研究現(xiàn)狀后，本文針對當前機械對稱研究存在的問題，對機械對稱的概念、作用及其應用知識獲取進行了研究

2、。主要研究內容及成果體現(xiàn)在以下四個方面：
　　 一．機械對稱概念體系的建立
　　 在研究了跨學科領域對稱和機械對稱的存在后，提出了機械對稱的概念和層次結構體系。總結和擴展了對稱在生物學和物理學中的概念體系，建立了生物對稱和物理對稱的本體論框架，提出了適用于一般系統(tǒng)的對稱本體框架．在此基礎上結合對大量機械對稱實例的研究，對比研究了對稱在機械工程科學中的存在體系，提出了按結構對稱、原理對稱和功能對稱分類的機械對稱本體體系。對

3、各種機械對稱進行定義并闡明了其在機械中的存在和作用原理。探討了機械結構對稱、原理對稱及功能對稱在改進和創(chuàng)新產(chǎn)品中的應用方法。揭示了對稱在自然和工程系統(tǒng)中的存在模式具有層次結構性、相關性、多體性、多元性、多維性和組合性等共性特征。
　　 二．機械結構對稱知識發(fā)現(xiàn)方法和比較模式映射關聯(lián)規(guī)則挖掘算法的研究
　　 大量的對稱實例中存在著規(guī)律性的對稱設計知識，將知識發(fā)現(xiàn)的方法應用到對稱實例的知識挖掘中，采用計算機輔助方法挖掘出深層

4、次的設計知識是促進對稱在機械設計中正確應用的基礎。提出了基于實例的機械結構對稱設計知識發(fā)現(xiàn)進程和方法，建立了結構對稱設計基礎知識庫，建立了結構對稱實例模型和結構對稱設計知識模板?；跈C械對稱實例庫屬性數(shù)量較大而事務數(shù)量不大的特征，建立了基于事務屬性合并和比較模式映射關聯(lián)規(guī)則挖掘算法。與經(jīng)典算法的對比分析表明，該算法對屬性數(shù)量較大的中小型數(shù)據(jù)具有較高的求解效率，尤其在求解低支持度頻繁模式時效果明顯較好。運用機械結構對稱知識發(fā)現(xiàn)方法和比較模

5、式映射關聯(lián)規(guī)則挖掘算法從對稱實例中挖掘出關聯(lián)知識，對關聯(lián)知識加以提煉可得到具有普適性的結構對稱應用知識。
　　 三．結構對稱在機械設計中的應用知識的建立
　　 為指導對稱在機械設計過程中的科學、系統(tǒng)的應用，在應用機械結構對稱知識發(fā)現(xiàn)方法從大量對稱實例中挖掘出關聯(lián)知識的基礎上，對關聯(lián)知識進行整理、總結和提煉，提出了若干機械結構對稱的應用知識。建立了設計需求、通用設計原理以及結構對稱三者之間的雙向關聯(lián)知識。建立了結構對稱在實

6、現(xiàn)功能需求及性能需求中的若干應用知識。恰當?shù)膽脵C械結構對稱應用知識有助于更好地實現(xiàn)機械系統(tǒng)的設計需求，有助于提高機械系統(tǒng)的技術性、經(jīng)濟性和社會性，同時提高設計效率，實現(xiàn)能快速響應需求的產(chǎn)品創(chuàng)新。
　　 四.計算機輔助機械對稱實例知識挖掘系統(tǒng)的實現(xiàn)和應用
　　 在上述理論的基礎上，研制了機械對稱實例知識挖掘系統(tǒng)，構建了由基礎知識管理、對稱實例管理和對稱知識挖掘等模塊組成的軟件框架體系，將系統(tǒng)應用于機械結構對稱實例的知識發(fā)