面向虚拟样机设计的产品属性提取研究

面向虚拟样机设计的产品属性提取研究作者：丁国富，闫开印，张卫华，颜文辉，王廷，DINGGuo-fu，YANKai-yin，ZHANGWei-hua，YANWen-hui，WANGTing作者单位：丁国富,闫开印,颜文辉,王廷,DINGGuo-fu,YANKai-yin,YANWen-hui,WANGTing(西南交通大学,机械工程学院,先进设计与制造技术研究所,四川,成都,610031)，张卫华,ZHANGWei-hua(西南交通大学,牵引动力国家重点实验室,四川,成都,610031)刊名：计算机集成制造系统英文刊名：COMPUTERINTEGRATEDMANUFACTURINGSYSTEMS年，卷(期)：2006，12(1)引用次数：3次参考文献(9条)1.HAUG.EJCHOIKK.KYONGJGVirtualprototypingsimulationfordesignofmechanicalsystems1995(6)2.LMSVirtualprototypingsolutions20043.ROBINFSimulationbasedacquisition,anongoinglook20044.熊光楞.李伯虎.柴旭东虚拟样机技术[期刊论文]-系统仿真学报2001(1)5.李伯虎.柴旭东复杂产品虚拟样机工程[期刊论文]-计算机集成制造系统2002(9)6.张旭.毛恩荣机械系统虚拟样机技术的研究与开发[期刊论文]-中国农业大学学报1999(2)7.刘贤喜.刘竹青.周一鸣机械系统虚拟样机软件原型的实用化研究[期刊论文]-中国农业大学学报2002(2)8.冯嘉振计算多体系统动力学19979.ZHANGWeihua.DINGGuofu.YANKaiyinResearchongeneralvirtualprototypeplatformofvehiclesystem2004相似文献(10条)1.期刊论文吴大林.马吉胜.李伟.WUDa-lin.MAJi-sheng.LIWei基于虚拟样机的仿真系统校核、验证与确认研究-计算机仿真2006,23(7)虚拟样机模型的正确性和精确度直接影响到仿真的置信度,如何保证建立的计算机仿真模型的正确性是虚拟样机建模的一个重要问题.首先对虚拟样机技术的特点及其仿真步骤进行了描述;然后,在介绍仿真系统校核、验证与确认概念的基础上,讨论了分布交互仿真系统校核、验证与确认的原则;根据虚拟样机的特点,研究制定了虚拟样机仿真系统的校核、验证与确认的七步过程,重点对虚拟样机仿真系统的模型验证方法进行分析;最后,提出了的虚拟样机校核、验证与确认过程中应该遵循的原则.2.学位论文陈曦复杂产品虚拟样机技术及其应用研究2005在CIMS研究领域，复杂产品虚拟样机技术是一个具有活力和挑战性的研究方向，同时也是一个很有意义和具有难度的研究课题，已成为学术界和工业界的研究热点。使用虚拟样机代替物理样机对产品进行设计，测试和评估，在缩短开发周期，降低产品开发成本，提高产品的设计质量方面有着巨大作用，其应用涉及到军用和民用的各个行业领域。本文结合“十·五”国防重点预研课题“虚拟样机仿真支撑平台／环境技术研究”，在复杂产品虚拟样机工程的理论与方法方面进行深入的研究和探讨，较为系统地研究了复杂产品虚拟样机支撑平台的总体技术、概念设计子系统、工作流子系统、决策支持子系统和网格环境下虚拟样机工程的一般理论方法和具体实现技术，较为详细地给出了复杂产品虚拟样机支撑平台的体系结构，实现的关键技术和系统的工作原理。论文的创新之处和主要研究成果如下：1．提出了一种复杂产品虚拟样机设计支撑平台的总体结构在对虚拟样机技术深入研究的基础上，提出了复杂产品虚拟样机设计支撑平台的总体结构，该结构从重用性和便于实施出发，给出了复杂产品虚拟样机中涉及的机械、电子、控制、动力、软件等设计领域的统一描述，以及设计领域内部结构。定义了虚拟样机设计的工作流程和信息集成方式。2．设计并实现了复杂产品虚拟样机概念设计系统概念设计系统利用Web服务技术解决了分布式环境下领域专家参与设计时模型的传输和显示问题，并将XML，用于Agent的通信语言KQML的内容层，更好的进行模型数据的描述。实现了一个基于服务的、支持分布、异构的多领域协同工作的复杂产品概念设计支撑平台，解决了分布式环境下多领域模型数据的集成和共享，提高了产品概念设计系统的鲁棒性和问题求解有效性。3．设计并实现了复杂产品虚拟样机支撑平台协同工作流建模系统深入详细地研究了虚拟样机中过程建模和工作流建模理论和方法，设计并实现了复杂产品虚拟样机设计支撑平台的支持协同设计的工作流建模环境，为进一步开发具有自主版权的由多个IPT团队参与的面向多领域复杂系统的分布式虚拟样机仿真支撑平台奠定了基础。4．构建了复杂产品虚拟样机的综合集成型决策支持系统构建了复杂产品虚拟样机的综合集成型决策支持系统，解决了现有常规决策方法和决策支持环境难以解决的对复杂问题和复杂系统的决策支持和求解，为复杂产品虚拟样机设计和仿真有效地提供了一个从定性到定量的综合集成研讨环境，完成从定性到定量综合集成研讨厅的一个基本的原型系统。为领域设计专家提供协同的人－人交互环境，充分发挥人的经验、知识，充分利用人类在过程分析、逻辑推理以及认知、学习和知识创新方面的优势；系统同时提供基于定量分析的人机交互支持的自适应决策支持子系统，包括分布式范例推理、数据挖掘和Web挖掘支持等，提高辅助决策能力。5．提出了复杂产品虚拟样机资源网格化应用的实现途径研究了复杂产品虚拟样机在网格环境中的应用，提出了复杂产品虚拟样机资源网格化应用的实现途径，建立了虚拟样机的仿真网格门户，解决虚拟样机设计支撑平台在网格环境中的设计过程的协作和资源网格化应用等问题。3.期刊论文杨晨.何祖威.黄兰晴.柴红阳建模与仿真在空调压缩机虚拟样机开发中的应用-计算机仿真2003,20(3)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.4.期刊论文王霄.林跃强.刘会霞.蔡兰基于虚拟样机的调速器转子部件运动特性仿真-农业机械学报2006,37(2)介绍了J801型机械式调速器的主要结构特点和工作原理,运用三维造型软件Pro/E建立了转子部件实体模型,通过Mechanism/Pro接口导入ADAMS建立了虚拟样机,对其运动特性进行了计算机仿真,仿真结果与实验所得的规范数据相近.这表明运用虚拟样机技术可以验证该类产品设计的合理性.5.学位论文于宁汽车前悬架系统虚拟样机协同仿真分析研究2007本文针对1/2车辆悬架系统，利用虚拟样机技术与协同仿真技术对汽车前轮被动悬架、半主动悬架和主动悬架进行虚拟样机协同仿真与分析研究。文章利用虚拟样机技术建立了车辆前轮弹簧式被动悬架系统的虚拟样机模型，实现了动力学仿真分析，对被动悬架的弹簧刚度、阻尼系数及车重等参数对汽车行驶平顺性的影响进行了仿真试验和讨论；设计了液压式半主动悬架液压系统，建立了具有两档阻尼调节的半主动悬架机、液系统仿真模型，运用ADAMS软件实现了半主动悬架机械系统与液压系统的虚拟样机协同仿真分析，研究了不同的阻尼调节档位对悬架减振性能的影响；在已完成的被动悬架模型和半主动悬架模型的基础之上，添加PID控制系统构成主动悬架系统，建立了主动悬架机、电、液系统协同仿真模型，运用ADAMS和MATLAB软件对主动悬架机、电、液系统实现协同仿真分析，并对PID控制系统控制参数的取值进行了仿真试验，确定了合理的PID控制参数；分析讨论了主动悬架液压系统的阻尼调节范围及控制参数对车辆行驶平顺性的影响；最后，以福特某款车型为例，在特定脉冲路面激励下，分别对上述三种悬架进行虚拟样机协同仿真分析与比较，并对主动悬架控制器参数进行优化研究，研究结果表明：三种悬架在相同的路况和车身载重条件下，主动悬架的减振性能最好，半主动悬架次之，被动悬架最差。6.期刊论文段丽华某型号伺服系统虚拟样机应用初步研究-航空兵器2004(3)对某型号伺服系统的虚拟样机进行了分析研究,得到了一系列虚拟样机仿真的特性曲线,为今后进一步进行虚拟样机研究奠定了基础.7.学位论文杨志勇汽车发动机虚拟样机技术研究2005在产品设计中，有关产品的结构、功能、生产工艺及维护性能等许多问题都需要在开发过程的前期得到解决。传统上，人们借助理论分析和各种比例的实物模型，并参考先前的设计经验来解决这些问题。由于有关装配、操作和维护的问题往往只会在设计后期或在最终产品试验过程中、甚至在投入使用一段时间后才能暴露出来，所以有时产品就不得不返回到构造设计阶段以进行必要的变更，这样的产品开发程序周期长、费用高。产生这个问题的原因是产品在前期设计阶段，缺乏试验用的样机，不可能取得足够的实际经验以避免设计中潜在的缺陷。随着现代计算机仿真和网络通讯技术的发展，虚拟设计（VirtualDesign，VD）技术的兴起将提供解决这些问题的新方法。在设计初期，可直接在虚拟环境（计算机环境）中创建产品模型，即虚拟样机（VirtualPrototyping，VP），并将其置于虚拟环境中进行试验。这样不仅可以使产品的结构和功能得到模拟，而且其人机交互性能也能得到测试，使产品的部分缺陷在最初的设计阶段就能被及时发现并加以解决，从而可以做出前瞻性的决策和优化实施方案。本文是虚拟设计理论在动力机械产品设计中的实践，以汽车发动机为对象，将虚拟样机技术进行了初步的应用，实现了仿真方法对内燃机设计的指导作用，将热动类专业理论、计算机仿真技术与CAD进行融合，形成一种针对动力机械的高效的设计方法。从内燃机的样机设计到虚拟试验，完全是在三维可视化数字环境下进行的。样机设计过程是在选定设计条件后，利用参数化模型设计软件进行零件设计和整机装配。虚拟试验包括：结构试验、热力试验、流体动力试验、机械试验。其中结构试验和热力试验部分利用有限元仿真工具对内燃机的某些部件（如活塞）进行了分析，得到了零件应力和疲劳强度的分布规律；流体动力试验部分利用了计算流体动力学分析（CFD）工具进行了缸内过程（如压缩过程）的流体动力学仿真，得到了缸内流场、温度场和压力场的分布和变化规律；机械系统试验部分是通过机械系统动力学分析工具对内燃机的主运动系进行动态仿真试验，得到动力学参数在内燃机工作时的变化过程。本文是虚拟样机技术在内燃机主体部分设计中的初步应用，以说明整个设计（包括试验）的可行性和可靠性，对未来的实际设计和制造有一定的指导意义。可以预计，传统机械系统实物设计与试验的研究方法，将在很大程度上会被迅速发展起来的数字化仿真技术所取代。8.期刊论文闫开印.张卫华.丁国富.王颋.肖世德.YANKai-yin.ZHANGWei-hua.DINGGuo-fu.WANGTing.XIAOShi-de铁路机车车辆虚拟样机工程研究-铁道学报2005,27(5)针对虚拟样机技术在铁路机车车辆行业的研究状况,分析了铁路机车车辆虚拟样机研究的必要性,提出了具体的研究方法和思路,给出了实现的框架,并针对基于性能的三维CAD参数化设计、机车车辆多体动力学模型的可视拓扑模型的建立及自动求解、虚拟样机可视平台、系统协同仿真平台及数据PDM等关键技术进行了探讨,给出了初步的研究结果及实践,为铁路机车车辆虚拟样机的国产化研究提供了一条有效的解决途径.9.期刊论文吴大林.马吉胜.蔡树新.张亚欧.WUDa-lin.MAJi-sheng.CAIShu-xin.ZHANGYa-ou基于虚拟样机的自行火炮行驶平顺性仿真研究-兵工学报2006,27(6)对某型自行火炮结构组成进行分析,利用ATV模块在ADAMS软件平台上建立该火炮的虚拟样机;利用谐波叠加法构建了随机不平路面,实现了自行火炮的仿真行驶.选择总的加速度加权均方根值评价法作为自行火炮行驶平顺性的评价标准,并对不同路面上的行驶平顺性进行仿真计算,得到了评价平顺性的参考值.结果表明