挖掘机器人虚拟样机建模策略与仿真技术研究

为了全面分析挖掘机器人的综合性能,提出基于数字化虚拟样机的虚拟测试评估方法.以一台3.5 t试验型挖掘机器人为对象,系统研究挖掘机器人虚拟样机的子系统建模及模型集成技术.利用Pro/E和ADAMS软件建立机械子系统、液压子系统、伺服控制子系统、节能控制子系统以及土壤挖掘阻力模型,并在ADAMS环境中利用参数关联和模型集成技术,将各个子系统模型集成,构成机电液一体化的挖掘机器人虚拟样机模型.最后通过实验证明了样机模型的精确性.该集成样机模型能够代替实际物理样机对各个子系统的性能进行仿真分析,并从系统的角度对挖掘机器人的性能进行综合评估,提高了产品开发速度和精度,降低了开发成本.     

基于虚拟样机的活塞式压缩机动态特性研究

以W-0.8/12.5型活塞式压缩机为研究对象,采用虚拟样机软件ADAMS对其运动机构进行三维建模和虚拟装配,实现了压缩机的运动学仿真,并得出准确的运动学和动力学参数曲线,为研究压缩机动态特性提供了一种新的方法。     

基于虚拟样机的动态轻量化设计方法

针对在轻量化设计的强度计算过程中,现存单工况静态边界条件导致的精度和自动化程度低的问题展开讨论,提出了基于虚拟样机的动态轻量化设计方法.该方法基于虚拟样机技术,对与机体相关的曲柄连杆机构进行动态仿真,仿真结果为强度计算提供动态的边界条件和载荷,从而可以进行多工况的强度计算,并为轻量化设计提供可靠的设计评判依据,提高计算精度的同时改善了设计自动化程度.以单缸内燃机机体为例,介绍了虚拟样机构建、有限元前/后处理,以及轻量化结构改进等方面工作.结果表明,轻量化改进设计方案经小批量试制测试,通过可靠性实验,从而证实了该设计模式的可行性和可靠性.     

门式起重机的虚拟样机建模与动力学仿真

利用PRO/E软件对门式起重机进行三维建模,导入ADAMS软件,通过系统简化、样机装配、施加载荷等步骤,对门机在不同工况下的状态进行了模拟.通过分析仿真结果,找出了危险的结构区域,为门式起重机的设计和结构分析提供了一定的理论依据.     

渐开线行星齿轮减速器虚拟样机

利用UG软件对经过优化过程所得的结果进行参数化三维实体造型，并利用parasolid使UG与ADAMS相互通讯，在ADAMS中建立行星齿轮减速器虚拟样机，对其进行运动分析及动态干涉情况分析，验证了所实现三维参数化造型过程及样机建模过程的合理性。     

虚拟同步发电机与同步发电机动态特性的比较分析

针对虚拟同步发电机(VSG)与同步发电机并联混合供电配合困难问题,需明确VSG与同步发电机动态性能上的差异。首先介绍了VSG控制原理,并建立数学模型,同时在数学推导的基础上,从惯量功率和频率动态响应两方面对逆变器与同步发电机动态性能进行分析。针对动态特性的不同,根据频率响应时间及功率震荡程度重新整定VSG控制参数,以减少两者动态特性差异。最后通过仿真分析指出,VSG在不同运行工况下所需要的转动惯量不同,通过调整控制参数使VSG控制的逆变器动态特性更加接近同步发电机的,甚至优于同步发电机的。     

水平轴风力发电机结构动态特性的测试与分析

对FD12－15水平轴风力发电机在随机风载荷下的启动状态、额定状态、超额定状态及阵风状态等4种工况的动态特性进行现场测试,测试结果为风力发电机的优化设计提供了可靠的实验依据。     

虚拟样机技术在机床主轴箱热特性研究中的应用

数控机床在加工过程中,受各种热源的作用形成不均匀的温度场,各部件产生不同程度的热变形,造成加工误差,使加工精度下降。本文利用虚拟样机技术,对XH718数控铣床主轴系统的热特性进行分析,建立了机床主轴系统热特性分析的数学模型和有限元分析模型,计算出机床主轴系统的温度场和热变形,为机床机构优化奠定了基础。     

基于虚拟样机的减振器阻尼特性仿真与调试

针对双筒液力减振器的内部阀系结构,借助于ADAMS/Hydraulics模块,搭建其参数化和功能化的虚拟样机,进行了阻尼特性的仿真计算与试验验证。在此基础上进行二次开发,使之能够通过操作界面方便地设置阀系设计参数,快速自动地完成减振器建模、仿真与调试。结果表明,该方法能够缩短开发周期,减少样件试制和试验成本,提高产品的系统级性能。     

基于ADAMS的曲柄连杆系虚拟样机建模

利用Pro／E的MECHANISM／Pro接口将Pro／E建立的曲柄连杆系装配模型输出为ADAMS可识别的文件类型。通过各种约束定义刚体相对运动关系,以约束的形式将不同的刚体系统连接起来构成一个多刚体动力学模型,宅成了曲柄连杆系虚拟样机的建模。     

一种仿青蛙跳跃机器人虚拟样机建模

针对目前跳跃机器人模型,仿照青蛙的身体结构,依据其跳跃的特点设计了一种仿青蛙跳跃机器人的系统模型,并设计出了各部分整体结构,并在此基础上进行了机器人虚拟样机建模,该机器人模型具有很好的仿生学特征,其特点是体积小、重量轻,适应能力强.     

离心泵叶轮虚拟样机的三维建模与网络可视化

采用传统木模线法设计叶轮需要根据物理样机的试验结果反复修改,费时费力且精度不高。基于Pro/E建立了虚拟样机,并创建了网络虚拟现实展示环境。在提高设计质量、缩短研发周期的同时,为三维协同设计构建了可视化环境,提出了CAD与虚拟现实技术集成化的未来设计模式。     

Simulation of Vertical Planetary Mill Based on Virtual Prototyping

The mechanical model of vertical planetary mill is set up, whose dynamic and kinetic characteristics are described as well. Based on the analysis of system dynamics of vertical planetary mill, virtual prototyping technology is applied in the simulation of this mill. The development of virtual prototype of equipment, virtual test and optimization of virtual prototype are stated in detail. Some useful conclusions which have theoretical meaning for the manufacturing of vertical planetary mill have been obtained. Furthermore, it is pointed out that virtual prototyping technology shows great advantage and is bound to become a main method of developing product in the future.     

Digital Design of Virtual Prototype based on Multidisciplinary Design Optimization

In order to obtain digital design of complex mechanical product as optimal as possible in an efficient way,multi- discipline integrated design method is proposed,which integrates multidisciplinary design optimization (MDO) into digital design process to design virtual prototype (VP) efficiently.Through combining MDO and multi-body system dynamics,MDO integra- tion platform,which takes VP as the core,is constructed.Then automated MDO design of VP is realized and changes of mechani- cal design project can be expressed intuitively during MDO design process.The proposed approach is also demonstrated by using inte- grated analyzing flow of vehicle engineering design.The result shows that the method not only can feasibly realize the MDO of VP, but also can solve the optimization problem of vehicle multi-body system dynamic performance.It can be adopted to the digital de- sign of other complex system.     

机电产品虚拟样机技术研究与展望

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,涉及多体系统运动学与动力学建模理论及其技术实现,通过对虚拟样机系统总体技术、系统建模／仿真等关键技术的研究,提出了产品虚拟样机技术的发展趋势．     

面向多学科虚拟样机的概念设计工具研究

研究基于案例推理的问题求解方法,并在其方法框架中融入当代前沿的计算智能技术,以适应复杂产品虚拟样机工程的具体需要;设计并原型实现了一个计算机辅助概念设计工具CACDT(03),它是在具有探索性的基于案例设计支持工具CACDT(02)基础上面向多学科普适和智能化方面的延伸和提高;给出了计算智能引入CACDT(03)优化案例库规模的实例。     

基于虚拟样机技术的电动代步车平顺性研究

介绍一种新型轴距可调式的电动代步车,利用虚拟样机技术建立了整车的动力学模型,在仿真过程中采用柔性车架代替刚性车架以真实有效地模拟振动的传递过程,并在ADAMS中完成路面激励下的道路行驶实验,最后采用客观评价法对该型电动代步车的平顺性作出评价.     

虚拟样机技术在门座起重机设计中的应用

分析门座起重机设计的现状,结合虚拟样机技术、参数化建模技术实现门座起重机的三维参数化建模,并应用虚拟装配技术生成整机系统的虚拟样机模型;通过对门座起重机虚拟样机的建模分析,为起重机有限元动力学分析提供精确的模型,减少设计开发成本.     

基于虚拟样机技术的汽车发动机盖锁设计

以虚拟样机技术为设计理念,通过UG软件,建立汽车发动机盖锁的虚拟样机模型.运用UG的Motion模块对发动机盖锁进行运动学仿真分析,建立4个运动分析方案,在虚拟样机模型中为每个运动分析方案建立相应的装配排列.将发动机盖锁的运动模拟以MPEG电影文件形式输出,形成电影动画,并用超级解霸3000播放器进行播放.虚拟样机技术可以减少实物模型和样机的投入,缩短产品开发周期,有利于实现产品的最优设计或变形产品设计.