基于虚拟样机技术的机械产品设计与建模方法研究

虚拟样机技术是一种最新的开发产品的方法,它的出现给机械产品的设计带来了方便。如何在短期内开发出功能完善的机械产品,是很多企业都面临的一个问题。虚拟样机技术是利用计算机模型来代替物理样机,通过它可以对产品的寿命、使用、功能、设计等进行测试,从而大大的提高产品性能。笔者针对虚拟样机技术的机械产品设计进行探讨,希望能为广大的相关工作者提供一些参考依据。     

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集成环境下数控机床虚拟样机的实现

数控机床是一种重要的技术装备。为提高数控机床的设计水平和能力,在数控机床的设计开发过程中需要引入新的技术和设计手段。为把虚拟样机技术应用到数控机床设计开发的工程实践中,基于虚拟样机的概念讨论了数控机床虚拟样机的具体实现过程,分析比较了实现该过程的分布式软件平台和UG集成软件平台的特点。以数控铣床新产品开发为例,研究了UG集成环境下数控机床虚拟样机的构建与仿真过程,包括数字模型与装配、运动仿真、结构分析以及在虚拟样机上的加工仿真,给出了相应的示例。研究表明,应用UG的各功能模块可以有效地构建数控机床的虚拟样机并对其进行全面的仿真,使所设计的数控机床得到全面优化,为数控机床的开发设计提供了一种可行的先进方法。     

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。     

虚拟样机技术在机械设计中的应用研究

企业为适应市场需求,提高产品的竞争力,必须快速更新设计,提出创新性设计产品,而虚拟样机技术是一种新型的产品开发设计方法,它的出现给机械设计一个全新的改变。本文首先介绍了虚拟样机技术的概念和优点,然后介绍了虚拟样机技术在机械设计中需要的相关软件,最后谈了虚拟样机技术在机械设计的应用。     

虚拟设计在包装机械产品开发中的应用

虚拟设计采用基于设计制造的仿真来优化产品的设计制造过程,为产品设计制造过程的优化提供集成的建模和仿真环境.在阐述包装机械行业所存在的问题和将来发展方向的同时,论述虚拟设计在新产品开发中的应用,主要体现在三维造型设计、虚拟装配、虚拟运动仿真、分析优化等方面.探索虚拟设计技术在新产品开发中的应用前景,使虚拟设计技术更好地为新产品的开发服务,以提高产品性能,缩短新产品开发周期,降低开发费用.     

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。     

复杂产品虚拟样机综合集成型决策支持系统研究

现有常规决策方法和决策支持环境难以对复杂问题进行有效的决策支持和求解，复杂产品虚拟样机即属于该类问题，其决策支持环境的设计是虚拟样机工程需要解决的问题之一。在分析当前各种决策支持系统的特点并与综合集成型决策支持系统进行比较后，提出了只有构建综合集成型决策支持系统才能有效地解决复杂产品虚拟样机设计中的决策支持问题。从虚拟样机决策求解的过程分析了系统的需求，建立了B/S架构的、基于移动Agent技术的综合集成型决策支持系统，并阐明了系统的组织结构和功能，对系统实现的关键技术、仿真、信息和知识的综合集成进行了深     

CAD／CAE及其在机械产品研发中的应用

计算机的发展和广泛应用给机械科学带来了革命性的变化，以虚拟样机为代表的CAD／CAE是其在设计中的具体体现，本文从机械产品研制的角度出发，阐述了CAD与CAE的关系，虚拟样机技术的内涵，总结了有限元法和虚拟样机技术在机械产品设计研究中的应用情况，并指出了目前国际上虚拟样机的研究重点。     

三维测量试验样机结构虚拟设计

 根据三维测量系统要求设计了中刀结构和轴承结构方案,为便于通过试验手段比较这2种方案的性能优劣,对试验样机提出了各种设计要求。制订了具体的虚拟设计流程,基于Pro/E软件建立了参数化实体模型,循环进行了有限元静力学分析和重心坐标计算等。设计了试验样机的具体结构,分析表明设计结果符合试验样机的各种要求。虚拟设计技术的应用显著提高了设计质量和效率,简化了分析计算过程。该设计流程为其他试验样机的设计提供了参考。     

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.     

虚拟样机技术在建筑机械设备中的应用

介绍了虚拟样机技术在电梯开发设计、塔式起重机结构模型和振动冲击夯仿真设计中的应用,并提出了中小企业采用虚拟样机技术进行建筑机械设备制造的产品设计开发时,应注意的一些问题和建议。     

基于虚拟样机技术的液压举升板的三维建模与运动仿真

本文介绍了虚拟样机技术,利用solidworks建立了液压举升板的三维模型,并进行了虚拟装配设计、干涉检查和运动仿真,最后将运动结果保存为视频文件。将设计思想进行了直观、形象的表达,提高了产品的市场竞争力和经济效益。     

农业机械产品数字化设计技术及展望

针对数字化设计技术的定义分析了其特点，阐述了当今数字化设计技术研究的热点——计算机辅助概念设计、知识工程、虚拟原型技术；探讨了机械产品数字化设计技术的研究现状及未来的发展趋势，即突出产品创新设计、重视虚拟现实技术、强调产品协同设计；数字化设计技术作为国家中长期科学技术发展规划优先扶持的主题，其应用将会使传统的农业机械设计制造技术发生革命性的变化。     

解读虚拟试验技术在机械加工中的重要性

随着工业时代化的快速发展革新,机械制造业得到了巨大的变化,机械加工作为制造业的重要部分得到广泛应用,机械加工前期的虚拟试验技术备受重视。机械模拟加工技术的成功开发和研制,实现了机械产品从开发、制造到装配整体产品的优化,提高了机械加工效率。为了进一步推动机械模拟加工技术使用与普及,在进行机械加工时要采取严格的控制措施,本文针对机械加工虚拟试验技术进行了简要分析,充分解读虚拟试验技术在机械加工过程中的重要性。保证加工成品质量,确保产品达到最佳性能标准。     

虚拟装配自动文本标注研究及在动车组中的应用

三维自动标注可明显提高复杂产品虚拟装配及虚拟样机技术的实用性。针对复杂产品虚拟装配实时文本标注复杂和效率低问题,提出交互式快速文本标注布局算法。算法通过预定义标注位置,建立文本压盖避让规则、动态调整标注规则,实现了移动三维模型点标注和左右标注快速自动布局。实例结果表明,该方法显著提高了复杂产品三维模型的可读性,增强了仿真的整体效果,提高了设计及培训效率。     

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。     

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。     

含冲击多体系统刚柔耦合虚拟样机参数修正方法

本文简要阐述了虚拟样机技术的概念及应用,分析了复杂多体系统仿真过程中存在的准确性问题。应用多体动力学软件Virtual Lab建立含冲击复杂多体系统的刚柔耦合虚拟样机模型,结合试验数据评估虚拟样机仿真的准确性。采用灵敏度方法和摄动法修正一些关键的系统参数,使散布度的仿真结果和试验结果有更好的一致性,提高了虚拟样机模型的真实度     

基于虚拟样机技术的铁路货车轴端电机结构设计

介绍了虚拟样机技术和Pro/E软件,描述了铁路货车轴端电机的结构和功能特点及其虚拟样机模型的三维设计流程.讲述了模块化理念和并行设计方法在轴端电机总体设计中的应用,并详细描述了参数化设计方法在轴端电机详细设计中的应用,主要包括零部件尺寸参数化、装配约束参数化及Pro/E提供的“外部复制几何”和“使用参照”两种参数化工具.以永磁体厚度作参数化变量为例,介绍了多学科分析在轴端电机结构设计中的作用.通过铁路货车轴端电机结构设计的实践表明:先进的三维设计技术和卓越的多学科分析方法是基于虚拟样机技术的产品结构设计的重要工具和组成部分,能有效缩短设计周期、减少设计成本,并能保证产品满足使用者的需求.