虚拟样机技术与应用.ppt

概述 虚拟样机技术的形成、发展和应用 一阶直线倒立摆的虚拟样机 问题与探究—“球棒”系统的虚拟样机研究 概述 虚拟样机中的关键技术 虚拟样机技术中的几个概念 虚拟样机中的相关技术 概述 工程案例1：火星车 概述 工程案例1：基于虚拟样机的汽车试验 概述 工程案例3：铣刀片的应力场分析 概述 利用软件建立机械系统的三维实体模型和动力学模型，分析和评估系统的性能，从而为物理样机的设计和制造提供依据。 虚拟样机技术是一种基于虚拟的数字化设计方法，是各领域CAX/DFX技术的发展和延伸。 进一步融合先进的建模与仿真技术、现代信息技术、先进设计制造技术和现代管理技术，将这些技术应用于复杂产品全生命周期、全系统，并对它们进行综合管理。 虚拟样机技术强调系统的观点、涉及产品全生命周期、支持对产品的全方位测试、分析与评估，强调不同领域的虚拟化的协同设计。 概述 虚拟样机中的关键技术 虚拟样机技术的实施是一个渐进的过程，其中涉及到许多相关技术，如总体技术、多领域协同建模/仿真/评估技术、数据/过程管理技术、支撑框架技术等等。下面主要提及三个关键技术 虚拟样机管理技术 协同仿真技术 多学科设计优化技术（MDO） 虚拟样机管理技术 虚拟样机开发过程中涉及到大量的人员、工具、数据/模型、项目/流程，对这些元素进行合理的组织和管理，使其构成一个高效的系统，实现整个开发过程中的信息集成和过程集成，是优质成功的进行虚拟样机开发的必要条件。 协同仿真技术 协同仿真技术将面向不同学科的仿真工具结合起来构成统一的仿真系统，可以充分发挥仿真工具各自的优势，同时还可以加强不同领域开发人员之间的协调与合作。目前HLA规范已经成为协同仿真的重要国际标准。基于HLA的协同仿真技术也将会成为虚拟样机技术的研究热点之一。 多学科设计优化技术（MDO） 复杂产品的设计优化问题可能包括多个优化目标和分属不同学科的约束条件。现代的MDO技术为解决学科间的冲突，寻求系统的全局最优解提供了可行的技术途径。目前MDO技术在国外已经有了许多成功的案例，并出现了相关的商用软件，典型的如Engineous公司的iSIGHT。国内关于MDO技术的研究和应用也已经展开。 概述 虚拟样机技术中的几个概念 虚拟样机技术是一种数字仿真技术，它能有效降低研发成本。 虚拟样机技术是从分析解决产品整体性能及其相关问题的角度出发，解决传统的设计与制造过程弊端的高新技术。 虚拟样机技术的应用是产品设计的重要组成部分。 概述 虚拟样机中的相关技术 几何形体的计算机辅助设计(CAD)软件和技术 。 有限元分析(FEA)软件和技术 。 模拟各种各样作用力的软件编程技术 。 利用实验装置的实验结果进行某些构件的建模 控制系统设计与分析软件和技术 优化分析软件和技术 虚拟样机技术的形成、发展和应用 虚拟样机技术的形成与发展 虚拟样机技术的工程应用 ADAMS工具软件简介 虚拟样机技术的形成、发展和应用 虚拟样机技术的形成与发展 虚拟样机技术的形成：源于对多体系统动力学的研究 虚拟样机技术的形成、发展和应用 虚拟样机技术的形成与发展 虚拟样机技术的发展过程 虚拟样机技术是许多技术的综合。 核心部分是多体系统运动学与动力学建模理论及其技术实现。数值算法及时地提供了求解这种问题的有效的快速算法。 计算机可视化技术及动画技术的发展为这项技术提供了友好的用户界面。 CAD/FEA技术的发展为虚拟样机技术的应用提供了技术环境。 虚拟样机技术已成为一项相对独立的产业技术，它改变了传统的设计思想．对制造业产生了深远的影响。 虚拟样机技术的形成、发展和应用 虚拟样机技术的工程应用 虚拟样机技术在工程中的应用是通过界面友好、功能强大、性能稳定的商品化虚拟样机软件实现的。 美国机械动力学公司(Mechanical Dynamics Inc.)的ADAMS，比利时LMS公司的DADS以及德国航天局的SIMPACK。其中美国机械动力学公司的ADAMS占据了市场的50%以上。 目前虚拟样机技术已经广泛地应用到：汽车制造业、工程机械、航天航空业、国防工业及通用机械制造业等领域。 所涉及的产品从庞大的卡车到照相机的快门，上天的火箭到轮船的锚链。 在各个领域里，针对各种产品，虚拟样机技术都为用户节省了开支、时间并提供了满意的设计方案。 虚拟样机技术的形成、发展和应用 虚拟样机技术的工程应用 实例一：工程机械领域的应用。 虚拟样机技术的形成、发展和应用 实例二：产品研发中的应用 虚拟样机技术的形成、发展和应用 实例三：产品的动力学分析 虚拟样机技术的形成、发展和应用 实例四：车辆肇事仿真 虚拟样机技术的形成、发展和应用 实例五：机械系统的参数优化设计 虚拟样机技术的形成、发展和应用 实例六：飞