虚拟数字样机开发(VPD)支持技术的研究

简要介绍虚拟数字样机开发技术 (VPD)的基本概念 ,论述VPD的特点和实施VPD技术的目的 。

试论数字化虚拟样机对工业装备安全生产能力的提升

数字化虚拟样机是利用计算机辅助设计技术,应用软件程序,在数字化环境中完成机械装备的设计。该项技术的使用和漫游可使检验研制成果的手段提前化。在计算机模型中设计完成机械装备后,可以检验其装备干涉情况、机构运动情况、运动干涉情况、关键零组件的应力载荷情况等;辅以计算机辅助分析系统,还可以对热力学、弹性形变、使用寿命、可靠性等综合信息进行提前的预测与分析。这就使实体样机在制造出来之前,便经过充分的技术检验,从而将设备研发及安全生产的风险扼杀在摇篮当中,提高实体样机的安全生产和成功率。

汽车平顺性的虚拟试验研究

为了从整体上掌握影响汽车平顺性的因素,采用面向整车系统的数字化虚拟样机技术,对1028E2汽车按系统总成,使用ADAMS建立了前后悬架、转向系、动力总成与传动系及轮胎的数字化三维模型,根据试验的等级路面的功率谱密度函数,设计了相应的路面文件.然后,施加与实际车辆相同的约束、力和运动,构成了1028E2汽车具有596个自由度的整车数字化功能仿真汽车.该车在虚拟的路面上行驶时,可以体现悬架、轮胎的变形以及驾驶员的运动.仿真测试获得了驾驶员在前进方向、横向、垂直方向的加速度值以及均方根值,其数据与实测结果接近.分析发现,前悬架振动加速度的较大峰值是由板簧卷耳与转向纵拉杆的干涉引起,需进行结构参数修改.研究结果表明,对于汽车这一复杂的机器系统,建立详细的数字化功能样机,可以有效地分析其平顺性.

基于虚拟现实技术的食品机械设计平台

研究结合中国传统食品机械开发现状,紧密围绕农产品深加工机械设备研发、食品机械数字样机可视化和协同开发与设计关键问题,建立一个基于EON的食品机械设计平台——VRFP系统。VRFP系统可以对食品机械数字样机进行导入,并且不改变其网格、材料、颜色,保持整体样机的完整和各零部件的相对独立,不只是一个三维软件建立的三维模型,而是一个具有可操作交互的虚拟数字样机;支持数据手套和三维数据头盔的接入,可以身临其境地对虚拟场景中的样机进行观看和检测,对于复杂的设备系统,可以进入设备内部进行检查;支持分布式网络协同设计与查看,解决了多处远程观看样机困难的问题。

自对准人工膝关节的人机匹配设计

针对膝关节处人-机系统错位的问题,提出两自由度自对准人工膝关节机构.为了模拟生物膝关节的屈伸运动,该装置采用2个电机对自对准人工膝关节进行驱动.对机构进行运动学分析,建立人-机耦合的运动学模型,将人工膝关节与生物膝关节间的错位定量地描述为机构绑带点与小腿参照点的摆角偏差和位置偏差.以缩小偏差为目标,提出基于粒子群优化的人-机系统运动匹配方法优化关键部件参数,在绑带点趋近参照点的过程中,人工膝关节摆角趋近小腿屈伸角度.采用高速相机测量个体小腿的运动数据,以测量结果为参考进行人机匹配操作.建立数字虚拟样机,开展仿真实验.通过MATLAB-Adams联合仿真,对动态过程中人工膝关节与个体小腿运动的匹配效果进行验证.结果表明,该人工膝关节在其工作空间内可以实现运动匹配与摆角自对准.

一种用于投影工程的大型轨道式布景滚车系统的设计

介绍了一种在杭州新天地太阳马戏剧场用于投影工程的大型轨道式布景滚车系统的设计过程。采用了虚拟数字样机技术,并结合有限元分析,对该系统的结构进行受力分析。通过汇总模型参数,调整结构的重心位置,并计算驱动功率。最终经过设计细化、出图、制造及安装,达到缩短工期及成本的目的。