基于协同仿真的推弹机构动力学仿真研究

为实现某型推弹机构机电液系统一体化的虚拟样机建模,分别利用Recur Dyn和AMESim软件建立了输弹机构的多刚体动力学机械模型和液压系统控制模型,在MATLAB/Simulink平台建立起机电液耦合仿真模型并验证了其可信度,通过基于软件接口的协同仿真得到了输弹机构的动力学特性,为进一步的分析提供了平台和依据。     

基于ADAMS与EASY5的大型模锻液压机联合仿真

针对某大型模锻液压机,介绍了运用多体动力学仿真软件ADAMS和多学科动态系统仿真软件EASY5实现联合仿真的一般方法.首先在三维建模软件Solidworks中建立液压机的三雏模型,然后导入到ADAMS中建立液压机的虚拟样机模型,同时在EASY5中建立液压机的液压系统模型,并且通过设计软件接口实现二者模型之间的动态数据交换.仿真结果表明,虚拟样机模型与液压系统模型之间实验了无缝联接,验证了该建模方法的有效性和实用性,并为实现机电液联合仿真提供了基础.     

基于ADAMS与EASY5的某履带车辆制动系统的联合仿真

针对某履带车辆的制动系统,介绍了连用多体动力学仿真软件ADAMS和多学科动态系统仿真软件EASY5实现联合仿真的一般方法.先在三维建模软件Pro/E中建立履带车辆制动器的三难模型,然后导入到ADAMS中建立履带车辆制动器的虚拟样机模型,同时在EASY5中建立履带车辆制动系统的液压模型,并设计软件接口实现两种模型之间的动态数据交换.仿真结果表明,虚拟样机模型与液压系统模型之间实现了无缝链接,验证了该建模方法的有效性和实用性,并为实现机电液联合仿真提供了基础.     

绞车型升沉补偿模拟试验台虚拟样机

为弥补物理样机参数修改和试验结果观察不便、运行成本高等不足,开展了绞车型升沉补偿模拟试验台虚拟样机的研究。在Simcenter 3D motion中完成多体动力学模块建模,用AMESim完成液压控制系统建模,在主仿真平台MATLAB/Simulink中完成主控制器的建模,最后基于联合仿真接口实现3个软件的联合仿真,搭建了试验台的虚拟样机。仿真与试验结果对比表明,所建立的试验台虚拟样机模型准确,能较真实反映原物理样机模型,为进一步优化绞车型升沉补偿系统的设计参数和控制策略、提高补偿精度提供了验证平台,同时该虚拟样机搭建方法也为其他复杂机电液系统的仿真提供有益参考。     

基于协同仿真的输弹机动力学建模与分析

以某自行火炮输弹机为研究对象,以建立能逼真反映其动力学特性的虚拟样机模型为方法。针对目前机电液耦合仿真常见方法中存在的不足,选择了适合于大型复杂系统耦合仿真的协同仿真方案。基于Pro／E和ADAMS建立的输弹机机电液耦合虚拟样机,较好地解决了机电液耦合、多碰撞变拓扑等建模难点,并通过VV＆A验证了虚拟样机的置信度,为复杂机电液耦合系统的动力学分析提供了有益参考。     

基于ADAMS的系统结构谐振频率分析

虚拟样机技术是集工程设计技术、建模仿真技术与可视化技术等多学科于一体的综合性技术,文中主要介绍了在虚拟样机仿真软件ADAMS中天线系统的样机模型建立方法,并在考虑齿轮非线性因素时,应用动力学仿真软件ADAMS对天线系统的结构谐振频率进行仿真计算,实现结构优化设计。     

虚拟样机多学科协同设计与仿真平台实现技术

在分析产品协同开发平台的功能框架以及主要协同模式的基础上，深入研究了虚拟样机多学科协同设计与仿真平台的分布式计算模型，及其协同运行管理、协同产品开发资源库管理、分布数据的协同交互管理与系统实现技术。基于COM／DCOM的建模与仿真工具协同、支持仿真联邦管理的数据库设计和CORBA的应用实现技术，开发了原型系统。该系统支持Internet网络环境下各种建模与仿真工具跨平台、分布交互与异构集成，可有效支持复杂产品虚拟样机的协同开发。     

基于Adams的4R机械手生产参数仿真研究

针对4R机械手,通过三维实体建模仿真模型,利用三维软件与Adams的接口导入,建立虚拟样机,在不同的速度、轨迹、节拍下进行动力学仿真,得出关节力矩曲线,分析了动力学模型下机械手设计的可行性,为提高性能和减少研发成本提供依据.     

多级柔性伸缩臂系统建模与运动控制

针对多级柔性伸缩臂全系统建模问题,考虑柔性伸缩臂机械系统、液压系统以及控制系统之间的作用关系,根据虚拟样机建模理论,建立了一种基于虚拟样机的多级柔性伸缩臂全系统模型,并进行运动控制验证模型的正确性。依托改装的轻型伸缩臂式起重机建立实体模型,利用成熟的动力学建模软件建立多级柔性伸缩臂机械系统仿真模型。液压系统与控制系统根据电液比例位置控制建模理论,在MATLAB/Simulink中搭建模型系统,最终将机械系统与液压控制系统进行联合仿真,并按设定规律进行运动控制研究。通过实验验证,验证了多级柔性伸缩臂全系统模型的正确性与可操作性。研究结果为多级柔性伸缩臂自动转载控制研究提供了参考依据。     

复杂产品协同制造支撑环境技术的研究

简要描述了复杂产品协同制造支撑平台的系统组成、系统集成技术及其主要技术特点。重点介绍了目前自行开发成功并初步应用的多学科复杂产品虚拟样机工程支撑平台及其关键部件。该平台的新技术包括：①基于多约束条件下项目进度管理与优化为核心的项目管理技术，支持复杂产品虚拟样机工程全生命周期的管理与开发；②基于HLA／XML／Web中间件技术的多学科领域CAx／DFx工具集成方案；③符合OMG／MDA体系结构、面向组件技术、面向多学科领域的复杂产品虚拟样机高层建模语言；④基于组件技术、元模型技术、状态机理论的多学科虚拟样机协同建模与协同仿真；⑤基于HLA／VR／GIS的2D／3D可视化；⑥基于PDM技术、XML规范，面向服务的模型库管理系统；⑦基于仿真组件模型的虚拟样机仿真模型快速组装。     

机电一体化系统建模技术与仿真软件的研究与分析

总结了国际上目前研究的几种可以实现自动向数学模型转化的机电一体化系统理想的物理模型建立的方法，即键合图方法、面向对象的方法、方块图方法、系统图方法和混合Petri网方法。分析研究了由Lancaster大学EDC(Engineering Design Center)中心的研究者们开发的计算机辅助机电一体化系统概念设计的建模与仿真软件Schemebuilder，研究了用键合图方法建模的仿真软件20-sim和使用面向对象方法建模的仿真软件Dymola，以及使用方块图建模的控制系统仿真软件Matlab和机械机构系统仿真软件Adams。最后总结了机电一体化建模与仿真的发展趋势，即机电相结合的机电一体化系统仿真软件为机电一体化系统理想的建模和仿真环境。     

基于虚拟原型的管径激光检测机器人运动仿真

为直观分析天然气管道内径激光检测机器人在管道中的运动工况,基于CAD软件绘制了机器人三维模型,并对其进行了受力分析;运用LabVIEW编写了控制程序,并设计了简单、直观的人机交互界面;应用NI公司的运动模拟软件,建立了三维模型与控制程序的连接,通过设定运动参数和运行控制程序,实现了机器人虚拟模型模拟物理原型的运动仿真。使用虚拟原型技术,改进和优化了设计结构,缩短了研发周期,减少了加工成本,在项目前期工作中具有重要意义。     

基于虚拟样机技术的并联机器人机构运动仿真

以先进制造中的机器人工作平台为应用背景,研究一种具有四个自由度的新型并联机器人机构。对这种机构的结构作了简要介绍,运用虚拟样机技术,在SolidWorks软件平台上构建该并联机器人机构模型。按照机构的结构几何尺寸,利用SolidWorks创建零件并进行虚拟样机装配,直接在运动仿真模块COSMOSMotion中,通过设定原动件运动参数进行运动仿真,并对仿真结果进行分析。分析结果证明完全可以运用SolidWorks软件完成并联机构的虚拟样机三维实体建模和运动特性分析,为并联机构的实际样机的试制奠定了基础。     

基于HLA的锻造操作机系统协同仿真技术研究

开展了基于HLA的多学科协同仿真技术研究．采用基于协同仿真适配器的学科模型转换方法，能够将商用软件所建的学科模型转换为符合HLA标准的仿真对象模型（SOM）；针对有限元软件ABAQUS封装困难的问题．提出了一种引擎封装方法，为开发ABAQUS协同仿真适配器提供了支持，有助于提高模型的可重用性；最后构建了一个锻造操作机原型系统，实现了锻压加工过程中，机构系统与锻造形变子系统间的多学科协同建模与仿真。验证了本文所提出的协同仿真技术的有效性和合理性。     

虚拟装配中基于生理约束的虚拟手建模与抓持规划

为控制虚拟手准确合理地完成虚拟零件的抓握动作,以方便快捷地实现虚拟装配仿真,在深入分析人手的解剖结构和关节运动生理约束的基础上,提出利用层次结构并借助三维虚拟现实软件EON,建立虚拟手几何模型和实现抓持控制的方法.该方法将手指简化为三关节连杆结构,采用逆向运动学方法,针对待拾取零件的位置计算出在目标位姿下各运动关节的角度值.进而利用关节插值方法,以迭代的方式实现对手部关节链上各个关节的运动控制,仿真结果验证了上述方法的可行性与实时性.     

虚拟样机技术在双转轴支撑机构设计中的应用

基于虚拟样机技术及仿真软件平台Pro/E,设计开发了风洞试验模型的双转轴支撑机构,建立了角度控制的数学模型,实现了机构的虚拟样机设计和运动学仿真,获取了被测试验模型运动情况的运动参数曲线,并对双转轴机构实施了干涉的动态检查,为双转轴机构设计方案的交流与评估以及双转轴机构的制造与应用奠定了基础.     

金属线材折弯虚拟仿真系统的设计与实现

针对金属线材产品种类多、结构复杂度高、加工过程动作多且易发生碰撞干涉等特点,研究金属线材产品建模和仿真加工技术,实现线材产品的加工仿真,以检查产品设计和机床加工动作的合理性,优化加工工艺。分析了折弯机械的运动控制和折弯工艺,推导出产品建模参数与样机运动参数的数学关系式。基于OpenGL API,使用分段建模的方法实现线材产品参数化三维建模;使用“嵌套矩阵法”和运动控制函数实现线材的加工仿真。虚拟仿真系统由产品建模模块和仿真加工模块组成,前者用于产品建模和三维模型显示,后者用于加工轨迹规划和加工动画演示。实验表明,仿真系统可以实现金属线材产品在线设计和加工工艺优化,能够加快产品设计和试加工过程。     

多学科虚拟样机协同建模与仿真平台及其关键技术研究

针对面向多学科虚拟样机开发的协同建模与仿真平台,建立了其系统体系结构和技术体系结构。提出了该平台解决多学科虚拟样机协同建模与仿真问题中的4项关键技术,包括：①面向模型的多领域协同仿真技术;②基于系统工程理论和组件技术的建模技术;③网格技术和微软自动化技术;④采用可扩展标记语言和产品生命周期管理系统的集成技术。给出了一种符合并行工程思想的基于该平台的虚拟样机开发过程模型。最后,简要介绍了该平台在船舶领域的一个应用范例,以及在航天、船舶和卫星等领域的初步实践,表明该平台能有效支持虚拟样机工程。     

基于Pro/E与ADAMS的升降平台的仿真与运动分析

建立了升降平台的仿真模型,利用三维建模软件Pro/E与动力学仿真软件ADAMS进行了虚拟样机仿真,并对模型进行了运动学与动力学分析,为升降平台的系统优化提供了理论基础。