機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的虛實(shí)混合仿真建模方法研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展為建立機(jī)械系統(tǒng)虛擬樣機(jī)提供了一個(gè)有效的手段，機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中的許多難題均可以采用虛擬樣機(jī)技術(shù)來(lái)解決，虛擬樣機(jī)技術(shù)正以它不可比擬的優(yōu)越性被廣泛運(yùn)用到機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析中。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，可以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，節(jié)約產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本，使企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額和利潤(rùn)。 建立能準(zhǔn)確反映真實(shí)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力特性的虛擬樣機(jī)，是機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析中的一個(gè)主要問(wèn)題。一般的多剛體系統(tǒng)模型，比較適合

2、于反映構(gòu)件剛度較大的機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)。而對(duì)于那些受力大、高速運(yùn)行，并且含有在運(yùn)動(dòng)中柔性特征非常明顯的低剛度構(gòu)件的系統(tǒng)，就不能準(zhǔn)確的反映系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀況了。 本文主要研究了虛實(shí)混合仿真建模的方法，并建立了含有明顯柔性特征機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)仿真模型。本文以已有的曲柄滑塊實(shí)驗(yàn)臺(tái)真實(shí)系統(tǒng)為例，采用三維造型軟件和多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件等，建立了虛擬樣機(jī)剛體模型，然后使用有限元計(jì)算軟件建立模態(tài)中性文件，將柔性體引入虛擬樣機(jī)模型替換掉剛性體，建

3、立剛?cè)狁詈咸摂M模型，最后利用此剛?cè)狁詈咸摂M模型仿真分析，得出了曲柄滑塊實(shí)驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)仿真參數(shù)，同時(shí)進(jìn)行了相應(yīng)物理樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)，將得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，依據(jù)對(duì)比分析結(jié)果對(duì)虛擬樣機(jī)模型的參數(shù)做了修正研究，從而得到了可以準(zhǔn)確仿真的剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)虛擬樣機(jī)，總結(jié)出了一種虛實(shí)混合模型建立、修正的方法。 分析結(jié)果表明采用虛一實(shí)混合建模方法得出的虛擬樣機(jī)，可以較好的反映物理樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性，為機(jī)械系統(tǒng)剛?cè)狁詈匣旌戏抡嫣摂M模型的構(gòu)建，探