液压缸直接作用式隔水管张紧系统多学科仿真分析与研究

为了对液压缸直接作用式隔水管张紧系统样机设计方案进行原理验证,基于SimulationX多学科仿真软件构建了气液回路和多体机械系统的联动模型,分别在正常钻井作业、对称布置的两套张紧液压缸失效和隔水管紧急解脱3种工况模式下对张紧系统开展了动态响应分析研究。研究表明:在正常钻井作业工况下,张紧系统的中位张力、补偿精度、蓄能器气体压力达到设计目标,并满足规范标准的要求;对称布置的两套液压缸失效后,通过增加中位压力值,仍可保持足够的系统张力;在隔水管下部总成和防喷器组发生紧急解脱后,张紧液缸行程小于设计最大行程,活塞和缸体之间没有发生碰撞,蓄能器压力波动基本保持稳定。研究结果对于液压缸直接作用式隔水管张紧系统的研制具有重要的意义。

多学科仿真在复杂设备系统设计中的应用

通过对复杂设备多学科特性的物理建模和系统集成,实现了对复杂设备整体性能的定量仿真,解决了复杂设备整体功能难以预测的设计难题。文章对多学科仿真及其常见方法作了简要介绍,并以其在几种复杂设备设计中的应用为例,展现了多学科仿真的工程应用价值。

天车式半主动钻柱升沉补偿系统多学科仿真分析

为了对天车式半主动钻柱升沉补偿系统样机设计方案进行原理验证,基于SimulationX多学科仿真软件构建了液气回路和多体机械系统联动模型,分别针对被动补偿工况、主被动联合工况和液压介质发生泄漏的工况开展动态响应分析研究。研究表明:该天车式半主动钻柱升沉补偿系统的补偿精度、蓄能器压力波动、被动补偿液压缸结构稳定性达到设计目标和规范的要求。液压介质泄漏量较小时,系统仍能保持补偿功能,符合船级社相关规范的要求。研究结果为我国天车式半主动钻柱升沉补偿系统的研制提供参考。

航空发动机控制系统多学科仿真平台

FWorks是一个用于航空发动机控制系统分析、设计、集成和验证的综合平台,但是控制系统部件的仿真往往依赖于不同的仿真工具,因此在FWorks平台上集成这些不同仿真工具建立模型是一个极大的挑战。为此,通过在FWorks平台中集成FMI接口,在该平台上实现了多学科仿真软件模型联合仿真,极大地扩展了平台的仿真能力。

面向偏转板射流伺服阀设计的多学科集成仿真工具

电液伺服阀是飞控系统的核心元件,其设计过程中涉及到多种建模、仿真工具的使用,包括UG,ANSYS、CFD、AMESim、Simulink等,同时存在大量的数据和命令的交互。在传统设计过程中,需要对这些仿真流程进行分别独立分析,同时不断修改模型、切换软件,存在大量的重复操作,严重浪费时间。该文建立了一种多学科集成仿真平台,对偏转板伺服阀设计过程中常用的仿真模型进行集成,将偏转板伺服阀的设计过程简化为操作方便、流程固化的基本过程,降低仿真工具的使用难度,实现偏转板伺服阀设计中典型仿真过程的模块化,减少相似仿真过程的建模时间,避免了重复工作,有利于提高仿真工作的效率。

斜轴式轴向柱塞泵伺服变量机构控制特性多学科协同仿真分析

以工程机械用斜轴式轴向柱塞泵为研究对象,分析其结构及工作原理,建立其变量机构数学模型。利用Solidworks、ADAMS平台建立该泵变量机构的动力学分析模型,利用AMESim平台建立其变量机构的液压控制系统分析模型,通过数据调用,创建两个模型之间的动力学及液压控制多学科协同仿真平台;分析变量机构中控制阀的阀芯阻尼、复位弹簧,控制液压缸反馈弹簧及控制系统供油压力等因素对变量机构控制特性及泵输出流量控制性能的影响,研究工作为开展基于实际负载的轴向柱塞泵变量机构控制性能分析、结构优化设计及轴向柱塞泵的正向设计提供理论依据和先进的技术手段。

面向多学科虚拟样机协同仿真的仿真网格技术研究

针对目前多学科虚拟样机协同仿真应用中面临的多学科交互协同能力差、资源动态调度分配难、系统容错能力和柔性差、动态资源可重用性差、规模易受限制等问题,首先提出了一种新的解决途径——构建仿真网格,进而较为详细地介绍了面向多学科虚拟样机协同仿真的仿真网格技术的部分研究成果,最后,介绍了典型的应用案例,并给出了结论和下一步的工作展望。

基于多学科协同仿真的立靶密集度计算方法

针对传统立靶密集度计算方法无法实现不同学科数据自动传输的问题,综合运用ADAMS、JScript、C++等工具,分别建立了某型顶置武器站连发射击的动力学模型、弹丸起始扰动转换模型、外弹道模型以及立靶密集度模型,并在ModelCenter中集成构建了立靶密集度一体化计算模型;对顶置武器站10连发射击的立靶密集度进行仿真计算,并与实测数据进行了对比验证。仿真结果表明,构建的顶置武器站连发立靶密集度计算模型自动化程度高、模块化程度好、计算结果准确,具有较好的实际应用价值。

多学科协同设计仿真工具研究

研究了数字化协同设计平台和多学科仿真数据管理平台,数字化协同设计平台实现复杂项目管理、任务管理、流程管理和数据管理,多学科仿真数据管理平台实现仿真数据管理、仿真流程管理和知识库管理,确保多层次多专业协同仿真数据的一致性、完整性、及时性和可控性,探索了综合集成协同设计仿真的方案,为设计仿真人员学习多学科协同设计仿真提供参考。

ICAE技术与产品的多学科分布仿真及优化

在阐述ICAE技术和多学科仿真及优化关系的基础上,就产品多学科仿真及优化集成平台的架构进行了描述,从面向产品、面向工具和面向手段三个方面讨论了ICAE技术及其平台的应用研究和相关特点。随后介绍了一个初步的多学科协同仿真平台的实施案例——基于HLA的资源共享和多学科协同工作平台。

复杂产品多学科模型的协同仿真求解算法研究

在数值计算领域求解大型常微分方程组时通常采用分解算法,类似地,在多学科协同仿真中系统模型往往被拆分成多个子模型并采用多个求解器进行求解。基于以上相关性,研究了多学科协同仿真算法的基本原理,在微分方程组合算法的基础上提出了基于联合仿真步的组合算法,给出了算法的形式化描述和原理说明,并通过一个具体实例验证了算法的有效性。

轴对称矢量喷管运动机构多学科耦合仿真

基于MSC.ADAMS构建了参数化轴对称矢量喷管多体动力学模型,并以AMESim为平台搭建了A8环和A9环控制驱动液压系统模型,模型中应用算法表达了A8环同步机构的力学特性,并考虑A8同步机构效率以及间隙,实现了轴对称矢量喷管机电液一体化的多学科耦合仿真,获得了机构偏转过程中A8环同步机构受载特性,弥补了对A8环同步机构受载特性的认识不足,对类似复杂机构的多学科耦合仿真具有重要的参考价值。

基于SLM的伺服系统多学科联合仿真与设计优化平台

针对航天伺服系统研制流程中存在的协同设计水平不高、设计流程不统一、数据与模型管理分散等问题,以仿真生命周期管理(SLM)商业通用框架为基础定制开发了伺服系统多学科联合仿真与设计优化平台。通过对设计流程分析、流程定制、数据传递、模型管理等方面的研究与开发,将仿真融入设计流程中,实现了航天伺服系统的多学科协同建模与仿真、数据与模型的统一管理等功能,提升了航天伺服系统协同设计水平。

基于HLA的多学科联合仿真系统设计与实现

本文旨在以航天发射地面装载车辆为载体,利用HLA/RTI技术建立一个多学科联合仿真的应用系统。系统将HLA与C/S架构相结合,采用BH RTI 2.3作为底层支撑环境,建立了仿真系统的体系结构,将机械、液压、控制3个学科领域的仿真应用利用工具软件ADAMS、AMESIM、MATLAB集成到一个仿真平台中,通过联邦成员之间的互操作实现了多学科联合仿真,并通过人机交互界面和数据表现工具实现了仿真运行过程的监控。该系统的实现是对多学科联合仿真技术的初步探索和实践,促使了仿真模块的并行化开发,缩短了仿真系统的研发周期。

基于Hysim的凸轮滚轮多学科联合仿真分析

在柴油机高压油泵的设计过程中,针对凸轮滚轮设计所需仿真计算学科多、学科间继承性差等问题,开发了多学科联合仿真平台(Hysim)。基于该平台,依次完成了凸轮滚轮结构的参数化建模、动力学分析、强度分析、疲劳分析与型线优化。以凸轮滚轮接触应力为评价参数,通过将仿真结果与理论公式计算结果对比,验证了该平台的有效性,表明该平台能显著提升凸轮滚轮设计过程的工作效率。

基于扩充Modelica的复杂系统多层次并行仿真

为提高复杂系统多学科建模仿真效率,弥补现有多领域统一建模仿真语言(Modelica)不支持并行的缺陷,提出了一个面向复杂系统建模仿真的多层次并行仿真框架,从仿真任务级、实体级和模型级3个应用层次上充分发掘仿真系统的并行性.将MPI(MessagePassing Interface)/OpenMP中的并行元素加入Modelica语言,并通过所提出的代码映射机制将Modelica文本转换为支持并行编程的高级代码(C++),再利用一定的任务分配机制将高级代码在多层次并行平台(多核集群)上高效执行.针对某典型军事复杂系统优化迭代过程进行仿真实验,结果表明上述多层次并行仿真方法能大幅提高仿真效率.

数字空间站动力学与控制仿真建模与飞控应用

数字空间站作为真实空间站的数字化映像,将能源、信息、环热控、动力学与控制等多专业模型进行综合集成,建立舱段级、整站级多学科仿真系统,为空间站长期飞控任务提供技术支持.基于Modelica建模语言,结合采用FMI接口标准,完成了数字空间站动力学与控制仿真模型的集成,并成功在空间站飞控中进行了应用.

新型内循环数字液压缸系统设计及仿真研究

为进一步简化传统液压系统结构、提高工作效率,设计了一种将动力元件、执行元件和控制元件有机集成的完全一体化的内循环数字液压缸系统。分析了系统的工作原理,确定了系统的各种参数;并建立了系统的仿真模型,运用AMESim软件平台进行了仿真研究。研究表明:该系统在空间、重量受限的场合有较大的优势,可适用于低速、中低压系统。

偏转板射流伺服阀的多软件联合仿真

该文基于AMESim、ANSYS系列软件等仿真工具,建立了偏转板射流伺服阀的仿真分析模型。首先,偏转板射流伺服阀的前置级流场CFD建模仿真,实现了前置级流场性能的仿真计算;然后,以前置级CFD分析结果为基础,偏转板射流伺服阀的液压系统仿真和前置级液压模型定义;最后,建立了多种软件的联合仿真平台,实现了多种仿真软件间的调用和通信,实现了完整仿真过程的模块化、参数化。

气制动感载比例阀的AMESim仿真及试验

在气压传动动力学分析基础上,应用流体伺服控制理论建立气制动感载比例阀的数学模型。利用AMESim(Advanced Modeling Environment for Performing Simulations of Engineering System)仿真平台,对某全地域越野车气制动感载比例阀进行仿真分析,得到该阀的输入、输出压力特性曲线。结果表明:随载荷增加,感载比例阀压力调节点上移,并在压力达到压力调节点之后使输出压力的增长率小于输入压力的增长率,有效防止后轮先于前轮抱死。与台架试验结果进行对比,仿真与试验相吻合,较好地验证了模型的正确性,为气制动系统元件及系统仿真分析奠定了基础。