基于UG/Motion重型货车主副弹簧悬架动力学仿真分析系统的构建

摘　要：提出了一种基于UG/Motion构建重型货车主副弹簧悬架动力学仿真分析系统的新方法,并应用该方法开发出了相应的软件原型系统。基于两自由度1/4车辆虚拟样机模型,原型系统的仿真分析模块可方便、快捷的实现虚拟样机模型主要设计参数的修改及基于谐波叠加法各种标准等级时域路面不平度的模拟生成。仿真分析模块通过调用UG/Motion集成的RecurDyn解算器来获取仿真分析结果,通过集成Matlab的绘图功能对分析结果进行输出查看;系统的遗传优化设计模块以整个载荷范围内悬挂质量加速度均方根值最小为目标函数,可对悬架的阻尼系数、主副弹簧刚度比和临界载荷比进行了动力学优化。通过一个设计实例验证了原型系统构建的正确性及遗传优化设计模块的有效性。     

基于虚拟装配的硬币自动包装机设计方法

为解决硬币处理困难的问题,研究和设计了一种新型台式硬币包装机.在开发过程中采用基于 3D 特征造型和虚拟装配等CAD 技术,应用Pro/E 软件实现了该硬币包装机的三维设计和数字化样机的建立;通过动态仿真和干涉分析,验证了设计方案的可行性.该方法为此种硬币包装机物理样机的制作,和日后产品结构的设计优化提供了快捷有效的途径.     

小型回旋加速器虚拟样机技术

小型回旋加速器虚拟样机技术是把小型回旋加速器的理论计算、分析、信息技术与机械设计、加工、装配、调试、运行、维修等专家知识进行有机结合，在系统仿真和虚拟现实基础上发展起来的一种新概念技术。基于虚拟样机，可以实现创新设计，有效降低探索风险。文章探讨了回旋加速器虚拟样机系统框架，讨论了虚拟样机系统的体系结构和回旋加速器产品的全生命周期仿真，提出了基于全生命周期集成和多学科协同设计的回旋加速器虚拟样机的开发思路。     

基于虚拟样机的定动瓣成穴机构仿真分析

利用虚拟样机技术在UG和ADAMS软件中建立了一种舵轮式定动瓣穴播器的虚拟样机,在ADAMS的用户界面模块、求解器模块和后处理模块中对穴播器的三维模型和力学模型进行了仿真分析,内容包括运动轨迹、成穴形状、穴孔大小影响因素分析、顺利投种条件等,得到了穴孔大小和穴播器可靠转速仿真数据。对仿真数据进行方差分析和正交试验分析,得到了穴播器结构和参数的优化设计方案,为物理样机的设计和制造提供理论依据。     

舰船动力装置设计综合集成研讨厅系统及关键技术

舰船动力装置设计是一项复杂的系统工程,开发综合集成研讨厅系统是舰船动力装置设计的有效途径之一。作者在分析了"舰船动力装置设计综合集成研讨厅"系统的功能需求基础上,搭建了系统的基本框架,对分布式产品数据管理(PDM)和虚拟样机技术在系统内的应用进行了研究。开发了系统的分布式PDM环境,介绍了虚拟样机技术与系统集成的实现原理和虚拟样机技术在系统中的应用。     

先进设计技术平台与包装机械虚拟样机

目的研究先进设计技术平台的构成、包装机械虚拟样机的开发过程。方法采用先进设计技术与工具,规划平台建设方案,建设数字设计、数字仿真、数字测量、数字制造等4个模块构成的先进设计技术平台,制定设计型教学实践项目7个、综合型教学实践项目4个、自主型教学实践项目3个。结合实际研究课题,以打包机上砖装置为例,通过方案设计与3D建模,虚拟样机机构与运动建模,虚拟样机仿真求解,虚拟样机仿真优化等4个步骤,完成虚拟样机开发,并投入实际生产。结果先进设计技术平台在数字设计与仿真、数字测量与制造等2个方面能有效地支持教学和科研。结论平台能够训练研究生掌握先进设计技术与工具,培养其产品创新思维和创新能力。虚拟样机是促进产品创新的有效技术与方法,能提高产品开发质量、缩短产品开发周期。     

UG NX4.0虚拟装配在产品设计中的应用

通过对半导体激光指示器的设计过程来说明UG虚拟装配在产品设计中的应用,其中对UG WAVE技术及静态干涉分析技术在在虚拟装配中的应用作些简要说明,为今后产品设计提供一种新的思路。     

液压支架虚拟样机设计及应用

虚拟样机用来代替真实样机,用计算机仿真模型数字化技术代替物理样机设计和制造,有多体系统运动学和控制理论等为核心。文章分析了液压支架虚拟样机功能组成,对液压支架虚拟样机设计和应用做了分析。     

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真分析

虚拟样机技术的应用为解决液压挖掘机的设计开发提供了方法和手段。但目前由于条件受到限制,还是较少单位会对样机进行运动学仿真分析,这就大大降低了设计方案的可行性。本文用Pro-E对液压挖掘机进行了三维建模,并进行了虚拟装配,建立了挖掘机工作装置的虚拟样机。最后,通过在动力学仿真软件ADAMS中建立了挖掘机工作装置的虚拟样机系统,完成了模型的前处理工作,并校验了模型的正确性。     

柔性基础动力机械主被动隔振系统的建模与仿真

提出一种动力机械主被动隔振系统刚/柔混合建模与仿真的方法,并将所建模型用于振动主动控制的仿真研究.首先以UG-ANSYS-ADAMS为软件平台,创建了刚/柔混合隔振系统的虚拟样机,并在此虚拟样机的基础上生成了机械子系统的数学模型.然后在Matlab中,对隔振系统机械子系统和控制子系统联合仿真,研究主动控制策略作用下系统的隔振效果.结果表明:该建模与仿真方法是有效的,为主被动隔振系统物理样机的研制提供重要依据.     

A knowledge-centric CNC machine tool design and development process management framework

To cope with the increasingly competitive and demanding markets, CNC machine tool company needs a new form of development that focuses on two core competency factors: ‘process’ and ‘knowledge’. This study presents a knowledge-centric process management framework for the CNC machine tool design and development (D&D) with the integration of process and knowledge. Requirements for the framework are generated based primarily on the nature of the machine tool design practice. The proposed framework consists of process integration model, process simulation, process execution and knowledge objects management modules. Each of these modules is elaborated to support the knowledge-centric machine tool development process management. Finally, the prototype development is presented. Results of this study facilitate the knowledge integration in CNC machine tool D&D, and thus increase machine tool development capability, reduce development cycle time and cost, and ultimately speed up the effectiveness and ensure the excellent machine tool development.     

桥式龙门铣床横梁结构设计与优化

横梁作为桥式龙门铣床的主要运动部件，其结构设计的优劣直接影响机床整机的工作性能。为此，提出了一种基于正交试验设计、改进模糊综合评价和尺寸灵敏度分析的横梁结构设计与优化方法。针对横梁多因素多水平的结构设计特点，采用正交试验设计挑选出8种具有代表性的参数组合作为横梁结构设计方案。运用改进模糊综合评价法对有限元仿真数据进行处理，确定参数组合为"箱中箱式-井型-20 mm-线轨"的横梁优选方案，并对其关键设计尺寸进行灵敏度分析与优化，得到横梁结构具体的设计尺寸。优化后，横梁的静力学性能和抗振性能得到明显改善，并实现了轻量化设计，对机床横梁的实际制造起到了指导作用。研究结果表明，所提出的横梁结构设计与优化方法具有较强的工程实用性，为数控机床其它关键零部件的设计提供了新思路。     

基于UG的三棱锥袋式包装机成型模具运动仿真

利用先进的三维UG软件对三棱锥袋式包装机成型模具进行实体建模,虚拟装配并对该结构加以运动学分析,在此基础上运用UG的仿真模块实现包装机成型模具的运动仿真,最后将相关运动构件的位移、速度、加速度变化情况以图表的形式输出.分析结果对缩短产品的开发周期、提高设计质量有指导意义.     

纤维树脂混凝土数控机床基础件热动力学拓扑优化研究综述

提出了从改善结构设计,采用新材料的角度出发解决困扰我国数控机床加工精度的难题。在对纤维增强树脂混凝土作为机床基础件的国内外研究现状分析的基础上,提出基于拓扑优化的方法、结合数控机床工作的环境条件,并考虑材料自身力学本构关系来对纤维增强树脂混凝土机床基础件进行优化设计。最后给出了具体解决策略和思路。     

Virtual simulation of five-axis machine tool with consideration of CNC interpolation,servo dynamics,friction, and geometric errors

Abstract

A virtual machine tool (VMT) simulation system which considers tool center point (TCP) interpolation, geometric errors, servo dynamics, and friction effects for a five-axis machine tool is developed in this paper. A novel five-axis interpolation method is proposed to ensure that maximum velocity constraints for each axis can be satisfied. The geometric error model, including lead screw, straightness, angular and squareness errors is built to analyze the volumetric errors within the working space. The model which includes rigid body motion, friction model and servo control loops is utilized to evaluate servo dynamics and non-linear effects. The errors caused by the locations, servo dynamics, and friction effects are integrated into the VMT simulation program. Simulation results of TCP trajectory are represented by small line segments to generate NC codes. Then the NC codes are fed into VERICUT software to perform virtual cutting. To evaluate the interpolation design, cutting experiments are carried out on the five-axis engraving machine with a PC-based controller. The performances using the proposed interpolation method are comparable with the commercial CNC controller from Heidenhain. The effects of different error sources on the surface are demonstrated by cutting the sculpture of a human face. Path overcut caused by servo dynamics is found at sharp corners, and volumetric errors cause obvious tool marks and poor surface roughness. The proposed methodology can serve as a useful tool in evaluating the behaviors of error sources during the design stage.     

基于ADAMS的连杆机构多体动力学仿真研究

以柔性连杆为研究对象,应用多体系统动力学对曲柄-滑块机构进行了仿真研究。基于ADAMS建立了机构的虚拟样机模型,利用动力学仿真得到高速、重载下连杆柔性对系统性能的影响;通过连杆的振动模态分析了系统性能变化的机理,并用有限元法对连杆的动应力分布进行了计算和分析,使得在结构设计阶段就可以预估机构的疲劳寿命,实现了机构的虚拟样机设计。     

气瓶焊接设备的虚拟改装设计

 基于虚拟制造(VM)技术讨论了设备虚拟改装的原理和特点，提出虚拟改装系统的实现方法和运行模式，讨论了老旧机床本体及新附加装置的建模方法，并在工业用非重复充装焊接钢瓶生产线建设中，进行了焊接专机的改装实践.利用虚拟技术确保机床改装一次性成功，降低老旧设备改造的工程成本，在生产中能满足工艺要求.