多学科系统级虚拟样机建模与仿真解决方案

本文从当前产品设计过程对多学科联合仿真的需求出发,分析了产品协同设计对仿真技术三个层次的功能需求,列举了当前实现多学科集成仿真的一般方法,并详细介绍了MSC.Software多学科系统级虚拟样机建模和仿真的解决方案以及具体实例.     

多学科系统级虚拟样机建模与仿真解决方案

本文从当前产品设计过程对多学科联合仿真的需求出发,分析了产品协同设计对仿真技术三个层次的功能需求,列举了当前实现多学科集成仿真的一般方法,并详细介绍了MSC.Software多学科系统级虚拟样机建模和仿真的解决方案以及具体实例。     

基于虚拟样机的级间分离系统仿真

结合运载火箭、航天飞机及其它二级入轨运载器的分离方式,提出了串联、并联轴对称、并联面对称三种级间分离方式。分析了建立样机所需重要的数学模型和样机系统的层次结构,在此基础上,在虚拟样机平台上实现了级间分离系统虚拟样机的设计,并使用该虚拟样机对可重复使用运载器的级间分离进行了仿真计算,得到了合理的结果。仿真结果表明,串联方式相对距离变化快,达到安全距离耗时短,侧向碰撞几率小;而并联方式相应参数取决于两级间分离力和力矩。因此,完全有必要在物理样机制造、试验前,使用虚拟样机提供必要的理论验证,确保飞行器设计的合理性和飞行的安全性。     

虚拟样机建模仿真的置信度评估

以功能相似理论为基础,认为虚拟样机技术中存在大量的相似问题,主要集中在虚拟样机建模和虚拟试验仿真两个方面,其中虚拟样机建模是核心和关键。以立式行星磨设备为例,探讨了虚拟样机建模仿真方法,并对所开发的虚拟样机的置信度进行了研究和评估。     

虚拟样机建模求解联合仿真研究

在机械臂的优化设计中,为了提高机械臂的效率,采用了一整套虚拟样机仿真技术。首先在PROE中构建了七自由度机械臂的三维实体模型;然后将其导入ADAMS动力学自动分析软件中进行动力学分析,将ADAMS中仿真出的力和速度曲线进行合成后得到的功率曲线与从物理样机上实测出的功率结果进行比较,进而验证ADAMS中得出的分析数据真实可信;最后研究了基于MATLAB和ADAMS的联合仿真,并以该机械臂为例通过PID策略较好地实现了机械臂的关节定位控制。改进方法对机械臂的开发和改造有一定的指导意义,并且为后续机械臂的研究奠定了基础。     

4WS整车虚拟样机建模与动力学仿真

为了改善汽车在高速行驶转弯时的操纵稳定性,运用动力学仿真软件ADAMS,在其专业汽车模块ADAMS/CAR下研究了4WS汽车建模及其瞬态和稳态操纵动力学特性。以质心侧偏角和横摆角速度响应为评价指标,在角阶跃输入下高速转弯时,对前后轮转角成比例关系的4WS汽车和FWS汽车分别做了动力学仿真研究。对比分析了两者的质心侧偏角和横摆角速度响应特性,从分析结果得出,后轮主动参与转向,总体上有助于改善汽车在高速行驶转弯时的动力学响应特性,但是不同的因素也会对操纵稳定性产生不利的影响。     

综合传动系统虚拟样机建模与仿真平台研究

液力机械综合传动系统是现代履带装甲车辆的主要传动形式,都为系列化产品.传动系统虚拟样机技术是提高设计质量,缩短研制周期的重要技术之一.通常的方法是采用分块建模,手动组装,效率低,难以满足新型传动系统及部件快速设计性能仿真的需要.采用自顶向下设计方法,基于模块化和参数化思想,以动力学软件ADAMS为开发平台,综合运用ADAMS/Solver语言和cmd命令建立一个以模块为基元、能够自动化搭建车辆传动系统的虚拟样机建模仿真平台.应用表明,该平台满足了传动系统性能仿真平台快速构建的需要,达到缩短传动系统的研制周期的目的.     

基于虚拟样机技术的空间机器人系统的建模与仿真

首次采用虚拟样机技术对空间机器人系统进行建模和仿真,得出了反映机器人与卫星本体间运动学和动力学耦合情况的一些重要结果、为保持本体姿态稳定和驱动机器人按预定轨迹运动所需的控制力矩等．该方法可方便地用于验证固定基座、自由飞行、自由飘浮机器人的路径规划、控制算法、奇异空间等．与其它建模和仿真方法相比,该方法建模简单、可视化强、后处理功能极其强大,可实现多刚体系统闭环控制的仿真．     

建模与仿真在空调压缩机虚拟样机开发中的应用

该文介绍了建模与仿真技术在开发新型汽车空调旋叶式压缩机虚拟样机中的应用，该虚拟样机由产品的三维几何模型，动力学模型和反映其工作过程（热力学，流体力学，传热传质等过程）的动态数学模型为基础，利用虚拟样机对对压缩机性能进行了仿真研究和优化。     

基于虚拟样机的机械臂动力学建模与仿真*

基于多刚体动力学的原理,在分析机械臂的运动学和拉格朗日动力学方程的基础上求解其雅可比矩阵,并采用虚拟样机技术建立了机械臂的三维仿真模型,进行了动力学分析,获得了机械臂的动态特性。通过将获得的动态特性还原到模型中,建立了基于可视化技术的机械臂运动姿态的计算机动画,逼真地模拟了机械臂的整个运动过程,检验了机械臂动力学模型的相关性能。     

潜孔钻机钻臂虚拟样机建模与动力学仿真

研究潜孔钻机优化定位和结构设计问题,潜孔钻机钻臂是一种复杂的多关节机构的特点,传统的方法采用机器人动力学模型求解困难。为了提高设计的可靠性和有效性,提出一种虚拟样机技术进行设计,建立仿真系统。首先采用Pro/E和ADAMS建立钻臂虚拟样机模型,再结合实际工况对钻臂四个典型动作进行动力学仿真,得到各液压缸受力变化曲线。实验结果进行了对比。实验表明仿真模型和仿真结果合理可靠,为进一步进行钻臂设计和研究提供了可靠的参考依据。     

4WS汽车虚拟样机建模与操纵稳定性试验仿真

一、前言 随着交通运输业的发展,全球发生公路交通事故的数量呈逐年上升趋势,因而各国都在加强汽车主动安全性能方面的研究.     

红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法;利用虚拟样机可代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估;红外成像导引头涉及光、机、电、控制等多种技术专业范围,虚拟样机设计平台为红外成像导引头设计及仿真提供了虚拟样机环境,可以缩短导引头的开发周期,降低设计成本和风险;主要介绍了红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统的组成、功能,工作原理,并对基于虚拟样机设计与仿真系统的红外成像导引头研制流程进行了探讨;将虚拟样机设计与仿真系统应用于红外成像导引头的研制,可大大缩短其研制周期、降低研制成本.     

虚拟样机系统

在介绍虚拟样机原理和分类的基础上,提出了一种基于场景图的虚拟样机系统结构,同时讨论了该系统实现中样机描述与模型生成、场景图动态拆分和组合、人机交互、样机零部件模型准备等几个关键技术和处理方法,用这种方法开发出基于PC机的虚拟样机系统。这种系统在易用、成本和普及方面具有实用性和推广意义。     

连杆虚拟样机运动仿真

运动仿真是极具挑战性的新兴技术之一,能够很好地提高设计与产品之间的交互性,缩短产品的生产周期,从而降低产品的设计成本。阐述了虚拟样机的建模过程,基于Visual Basic环境下,对四杆机构运动仿真进行具体运用,绘制输出运动的速度、加速度曲线。分析摇摆式传送机的机构运动特征,划分其功能,最终对其虚拟样机进行运动仿真,结合虚拟样机技术进行产品的仿真分析和参数优化,利用该方法提高了产品的设计质量,提高了效率。     

连杆虚拟样机运动仿真

运动仿真是极具挑战性的新兴技术之一,能够很好地提高设计与产品之间的交互性,缩短产品的生产周期,从而降低产品的设计成本.阐述了虚拟样机的建模过程,基于Visual Basic环境下,对四杆机构运动仿真进行具体运用,绘制输出运动的速度、加速度曲线.分析摇摆式传送机的机构运动特征,划分其功能,最终对其虚拟样机进行运动仿真,结合虚拟样机技术进行产品的仿真分析和参数优化,利用该方法提高了产品的设计质量,提高了效率.     

振动系统的虚拟样机模型及其模态仿真

ADMAS软件由若干模块组成,分为核心模块、功能扩展模块、专业模块、接口模块和工具箱5类,其中核心模块为ADAMS/View:用户界面模块;ADAMS/Solve:求解器和ADAMS/Postprocessor:专用后处理模块.利用ADAMS软件,用户可以快速、方便地在ADAMS中创建完全参数化的几何模型,也可以利用接口从CAD软件中导入几何模型.然后,在几何模型上施加力和运动等激励.最后执行与实际状况十分接近的运动仿真测试,在物理样机建造前,了解各种设计方案的样机的运动学和动力学情况.     

SAR ADC的系统级建模与仿真

为了实现逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Analog-to-Digital Converter,SAR ADC),在MATLAB平台上使用Simulink工具,建立SAR ADC的理想模型,主要包括数模转换器(DAC)、比较器、译码器和寄存器模块。理论分析时钟抖动、开关非线性、比较器失调、电容失配等非理想因素对系统性能的影响,在理想模型基础上添加非理想因素,进行MATLAB仿真,通过分析输出信号频谱的变化,总结降低非理想因素对系统性能影响的方法,对实际电路设计具有指导意义。     

虚拟样机仿真标准化技术研究

虚拟样机标准化技术是实现大型复杂虚拟样机系统集成的根本前提,提出了虚拟样机仿真标准的制定原则,研究了虚拟样机仿真标准的主要内容,包括信息建模标准、信息交换标准、信息处理标准、信息安全标准、信息传输标准及人机界面标准等,虚拟样机标准化的研究可为虚拟样机技术的实现及进一步的应用研究提供基础。     

飞行器虚拟样机分布仿真实现

该文介绍了飞行器虚拟样机系统设计环境的基本构成 ,在此基础上 ,建立了分布式虚拟样机网络结构 ,研究了虚拟样机分布仿真模型的构造方法。对基于RTNET实时网络的共享内存中件设计进行了研究 ,并建立了分布中件设计中共享内存的分配和管理机制。对虚拟样机分布仿真策略进行了研究 ,建立了分布仿真运行机制。