复杂产品虚拟样机元建模

为了有效地支持复杂产品虚拟样机的信息交换、共享、模型重用,以提高产品质量和效率,基于元建模理论,建立了复杂产品虚拟样机,设计了元模型。分析设计了元模型与学科元模型的映射关系,并实现了二者的转换,实例化得到虚拟样机运动仿真模型和优化模型。以某车辆自动变速器统一建模为例,说明了元建模在复杂产品建模中的应用,验证了统一集成建模的正确性、有效性与实用性。     

复杂产品多学科虚拟样机顶层建模语言研究

为了在复杂产品虚拟样机开发过程的不同阶段,以及在工具和部门之间更加准确地描述系统的顶层模型,提出了一种描述多学科虚拟样机顶层系统结构、行为和内部相互关系的系统顶层建模语言。在顶层建模语言中,把系统模型划分为静态结构模型和动态行为模型。为了顶层建模语言的扩展,定义了顶层建模的统一建模语言特征;采用基于可扩展标记语言的数据交换格式,规范顶层建模在不同工具间的信息传递;顶层建模语言遵从模型驱动体系结构的思想,从面向编程平台、通信平台和工具平台映射成为模型的实现。简要介绍了顶层建模语言的实现工具——顶层建模集成开发环境。最后,给出了计算机生成的武装兵力系统的例子,说明了顶层建模语言对复杂产品虚拟样机建模的有效性。     

复杂产品虚拟样机工程

复杂产品虚拟样机技术是当前CIMS技术研究与应用的特点，其样机的开发工作已一项复杂的系统工程。复杂产品虚拟样机一切技术是融合与产品有关的专业领域技术与建模/仿真技术、信息技术、多媒体/虚拟现实技术、人工智能技术、系统技术和管理技术等多学科的一门综合性技术。基于笔者的研究与初步实践，本文提出了复杂产品虚拟样机工程的概念，并对其技术内涵、组成、运行模式、体系结构及其相关关键技术进行了探讨，以期促进复杂产品虚拟样机技术在我国企业的研究、实施与应用。     

复杂机械产品虚拟样机多学科设计优化研究

为了以尽可能高的效率求得复杂机械产品虚拟样机尽可能优的设计方案,提出了一种将多学科设计优化方法与计算机仿真分析相结合的虚拟样机优化设计模式。通过将多学科设计优化方法应用于虚拟样机的并行设计过程,构建了虚拟样机的多学科设计优化集成平台,由多学科优化来驱动设计分析进程,形成虚拟样机集成的闭环自动迭代优化设计过程。针对汽车设计,给出了虚拟样机多学科设计优化的集成分析流程,同时利用虚拟样机的动态特性显示,直观地表现出复杂产品多学科设计优化过程中设计方案的变化。     

虚拟样机建模技术浅析

分析了目前虚拟样机建模技术及其不足;探讨了面向CAD/CAE集成的虚拟样机建模技术与多维机械系统虚拟样机建模技术;给出了CAD/CAE一体化的虚拟样机建模方法及思路;简要分析了多维机械系统虚拟样机建模方法与策略.     

复杂产品系统早期开发阶段数字样机的研究

论文提出了复杂产品系统的复杂性就是构成复杂系统的各个学科组成分量之间紧密耦合的非线性相互作用，应该以多学科耦合作用的观点去考虑复杂产品系统的数字样机的开发。基于这个观点，本文以多学科设计优化方法作为复杂产品多学科耦合作用的表现机制，建立多学科产品模型，组织产品数据，表现复杂产品系统的性能和行为特性，从而建立复杂产品系统的早期设计阶段的数字样机。     

复杂航天器虚拟样机模型描述与集成

为实现复杂航天器虚拟样机模型中机械连接及信号连接下异构模型的描述与集成,提出按模型间连接方式分类描述复杂航天器模型的方法,建立了航天器动力学特性及星上系统特性模型的描述规范.设计了相应的模型集成方法,支持模型的分类描述,提高了仿真精度.通过动力学方程组集实现机械连接约束的动力学模型集成,并通过量化状态积分完成信号连接联系的各连续系统模型离散.通过仿真凋度引擎协同量化状态离散后的连续系统模型及离散系统模型,避免了仿真过程中由数据交互引入的误差,保持了仿真模型的模块化结构.根据所提的模型描述方法和模型集成方法开发了复杂航天器虚拟样机建模仿真平台,对模型集成方法的有效性进行了仿真验证.     

多学科系统级虚拟样机建模与仿真解决方案

众所周知．现代产品的研发流程是多人团队、多学科领域的协同设计过程。在产品开发过程中．无论是系统级的方案原理设计．还是部件级的详细参数规格设计．都涉及到多个不同的子系统和相关学科领域．这些子系统都有自己特定的功能和独特的设计方法．而各子系统之间则具有交互耦合作用．共同组成完整的功能系统。     

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。     

基于多方案选择的复杂产品虚拟样机决策系统

决策过程也是博弈的过程,存在很多不确定性因素,针对企业面临复杂产品的多个设计方案、如何作出决策的问题,在虚拟样机技术的基础上,建立了多方案条件下的决策分析系统的结构,并综合影响决策的企业内外部因素,给出了系统设计和实现方法及随机数据下的仿真结果.     

虚拟产品开发中的虚拟样机技术和数字样机技术

文章就虚拟产品开发,虚拟样机技术和数字样机技术产生的历史背景、特点、三者的关系以及在现代化机械制造业中的作用进行阐述。     

车身装配虚拟样机建模研究

传统的车身装配设计需要多轮实物试制,增加了周期和费用,为此提出了支持虚拟样机技术的车身装配集成建模框架。该集成框架分为基于焊装特征的装配建模、偏差传递计算模型和装配环境仿真模型等三个子模型,并以产品数据管理为平台,通过接口方式实现了各子模型中装配数据和过程信息的协调管理。最后给出了一个某实际车身前地板装配设计的实例。初步实践认为,该集成框架可对缩短装配开发周期、降低车身试制费用提供有效支持。     

Rapid prototyping versus virtual prototyping in product design and manufacturing

Rapid prototyping (RP) is the production of a physical model from a computer model without the need for any jig or fixture or numerically controlled (NC) programming. This technology has also been referred to as layer manufacturing, material deposit manufacturing, material addition manufacturing, solid freeform manufacturing and three-dimensional printing. In the last decade, a number of RP techniques has been developed. These techniques use different approaches or materials in producing prototypes and they give varying shrinkage, surface finish and accuracy. Virtual prototyping (VP) is the analysis and simulation carried out on a fully developed computer model, therefore performing the same tests as those on the physical prototypes. It is also sometimes referred to as computer-aided engineering (CAE) or engineering analysis simulation. This paper describes a comparative study of the two prototyping technologies with respect to their relevance in product design and manufacture. The study investigates the suitability and effectiveness of both technologies in the various aspects of prototyping, which is part and parcel of an overall design and manufacturing cycle.     

复杂产品数字样机的构件化分析方法研究

为提高复杂产品的分析模型和知识的重用,提出了复杂产品数字样机构件化分析方法.该方法以分析元作为分析知识、模型和信息等相关内容的基本组织方式,以分析树作为分析元层次结构及相互关系的组织方式.在分析复杂产品层次化结构的基础上,研究并构建复杂产品层次化信息模型和构件化分析信息模型,作为复杂产品分析信息的组织和处理的基本机制.研究并形成产品构件化分析的实现技术,包括构件化分析过程、信息模型构建、关键参数识别、性能目标约束方法等.最后以水轮发电机为例,进行构件化分析的实现.     

虚拟样机技术的光驱类产品建模技术研究

介绍光驱结构与工作原理,通过Inventor软件构造数字化装配模型。在对数据读取原理分析的基础上,将虚拟样机技术引入光驱产品故障分析领域。分别在光盘处于理想与不理想情况下,对光驱虚拟样机的运动及力学性能进行分析,校验模型的合理性。     

混凝土泵车虚拟样机的机电液一体化建模与仿真

应用专业仿真软件MATLAB,AMEsim,ADAMS建立混凝土泵车机电液一体化的虚拟样机仿真平台.基于成熟的仿真平台,进行了泵车臂架的仿真分析.实践证明,混凝土泵车虚拟样机实现了复杂的机械、控制、电气、液压一体化系统的完整动态模拟,对系统中的重要参数进行实时观测,并充分了解了系统之间相互耦合程度.     

虚拟样机可视化虚拟环境框架研究

为提高虚拟样机可视化虚拟环境的开发效率,提出了一种快速构建3维虚拟环境的方法.通过分析虚拟样机可视化虚拟环境参数化模型,设计了一种虚拟样机可视化虚拟环境框架,利用该框架可以快速定制一个虚拟样机可视化虚拟环境.该框架支持基于高层体系结构的分布式交互仿真,仿真运行时,实时接收运行时间框架传递的仿真模型解算数据,驱动虚拟样机几何模型在3维场景中运动.     

基于ADAMS的挖掘机虚拟样机模型的建立

研究在ADAMS中建立液压挖掘机工作装置机械系统三维参数化实体模型的方法．深入分析挖掘机各部件模型的结构特点,以其主控参数为设计变量,利用ADAMS二次开发功能在ADAMS中建立挖掘机工作装置部件的三维参数化实体模型,在ADAMS／View中开发一个液压挖掘机结构设计专用模块,将上述建模过程自动化,定制用户化设计界面,方便用户对模型参数进行修改．