复杂产品虚拟样机协同仿真建模技术研究

复杂产品虚拟样机技术是复杂产品开发设计的重要技术之一。复杂产品虚拟样机建模和优化是用户需求和仿真支撑平台之间的关键环节,并且贯穿于设计、开发和测试的各个环节。主要讨论了对复杂产品虚拟样机设计分布式协同高层建模的四个方面:复杂产品虚拟样机开发过程中的建模规范;协同仿真平台中的高层建模技术;介绍了如何使用模型驱动体系结构(MDA)来快速开发复杂产品虚拟样机的概念原型, 如何实现基于Web Service的复杂产品虚拟样机的分布式协同建模。     

虚拟样机一体化建模方法研究

虚拟样机在协同设计过程中的核心是虚拟样机模型，虚拟样机模型负责提供一个特定产品全寿命周期设计过程中各个侧面的信息，是虚拟样机研究的主要领域之一。本文首先对虚拟样机模型当前的研究现状进行分析。在对虚拟样机一体化模型的基本特点进行介绍的基础上，提出了VIM形式化模型描述方法。     

虚拟样机可视化支撑平台的研究与实现

虚拟样机的开发过程实质上是一种基于模型的不断提炼与完善的过程。虚拟样机作为复杂的系统工程项目，强调的是资源的共享及团队的协同工作。而虚拟样机可视化支撑平台是虚拟样机支撑平台的一部分，其任务是支持建立包括武器装备虚拟样机协同设计、开发以及运行、评估全过程的可视化工具集。就研究开发武器装备虚拟样机可视化支撑平台中的协同可视化技术和框架的研究与实现进行了总结。     

协同虚拟样机技术研究

虚拟样机技术是一种新型的基于集成化产品和过程开发策略的新的产品设计，开和评估手段。本文首先介绍了虚拟样机和协同虚拟样机的基本概念，接着对武器装备虚拟采办过程中不同阶段的虚拟样机的功能特性进行分析，在此基础上提出了支持武器装备虚拟采办过程的协同虚拟样机环境体系结构，最后对虚拟样机技术的发展前景进行了展望。     

虚拟样机中有限元法

研究基于虚拟样机的产品设计方法及其应用，重点研究了基于虚拟样机的并行产品设计方法、基于有限元法的产品优化设计、基于随机有限元的可靠性设计等。结合典型产品汽车车身的设计，研究了汽车车身并行虚拟样机设计方法，为机械类新产品的开发提供了可借鉴的有效方法与途径。     

虚拟样机技术

研究并论述了虚拟样机技术的内涵、体系结构及其关键技术，并对作者给出的一个支持复杂产品（含机械、电子、软件、控制等子系统）虚拟样机开发的支持环境（包括VP开发环境、标准数据交换格式、分布式产品模型数据库三部分）作了介绍，以促进虚拟样机技术在我国企业的实施与发展。     

基于元模型的复杂产品虚拟样机建模方法研究

新技术环境下复杂产品对数字化设计质量的要求不断提升, 需要进一步提高建模的质量和效率, 解决复杂产品虚拟样机多学科模型的一体化信息集成问题, 以实现复杂产品系统设计及优化。本文以航天制造领域广泛存在的复杂产品为对象, 对元模型、建模方法以及多学科建模过程进行研究与分析, 将多学科优化设计与元模型建模方法相结合, 建立了复杂产品的虚拟样机元模型, 并构建了元模型与学科元模型的转换关系, 形成了虚拟样机多学科建模优化设计方案。     

支持虚拟样机的协同仿真平台关键技术研究

为了支持虚拟样机开发环境中不同领域，分布，异构的仿真系统间的信息共享和互操作，提高协同仿真平台的可扩展性和灵活性，提出了灵巧产品模型建模，协同仿真资源库集成管理方案和协同环境运行框架，并具体说明了基于DCOM的仿真工具协同的关键实现技术，支持仿真联邦管理的数据库设计和CORBA的应用实现技术，通过轿车虚拟开发的初步应用实践，基于上述研究所开发的平台能有效支持复杂产品的虚拟开发。     

协作虚拟样机与协同设计方法

协作虚拟样机技术是在分布式环境下，多领域专家协作建立和应用虚拟样机的方法和技术，本文分析了协作虚拟样机与协同设计的关系，提出了基于协作虚拟样机的协同设计方法，该方法可全面而灵活地支持协同设计，在产品实际设计、制造和使用之前，对其功能、性能进行充分仿真与验证。文中还讨论了协作虚拟样机建模方法和异构仿真方法，并给出了基于协作虚拟样机的协同设计环境的总体结构。     

基于Multi-Agent的武器系统虚拟样机开发环境研究

虚拟样机技术是解决复杂系统开发过程中高风险、有限可逆转性问题的一个有效途经。复杂系统虚拟样机开发过程中的数据量大,交互频率高,因此必须为这一过程提供有效的机制,最大效率的支持虚拟样机的协同开发。文章将Agent技术应用于传统框架,提出了基于Multi-Agent的协同开发环境,并结合采办的思想,提出了基于Multi-Agent的协同开发环境的全生命周期虚拟样机开发过程模型。     

针对转台及控制器设计的虚拟样机技术应用研究

基于虚拟样机技术进行了飞行仿真转台及其控制器的设计.考虑到非线性、摩擦以及机械系统的柔性特性利用ADAMs进行具有复杂特性的虚拟样机建模.采用Solidworks进行机械部分的建立并导入ADAMS中,使机械设计和虚拟样机设计连贯有序.提出了利用虚拟样机技术代替通常的数学模型进行控制器设计及仿真实验的方案,使设计与实验结果与实际系统更加贴近.基于虚拟样机技术在更接近实际的情况下对控制性能进行检验.并且,控制器的设计可以在实际样机生产之前开始,提高了设计效率.以某单轴转台为例,详细介绍了该控制器设计及校验方法.联合仿真结果证明了方案的合理性.     

一类自行火炮行走部分建模与仿真研究

虚拟样机技术又称机械系统动态仿真技术，它是在计算机上建立样机模型，用数字化样机代替传统的物理样机的一种技术。本文把虚拟样机技术引入履带车辆动力学分析领域，分析了某型自行火炮的结构组成及运动关系，建立了该型自行火炮的虚拟样机，并对用到的几个主要力学模型进行了介绍，最后对自行火炮的行驶过程进行了动力学仿真分析。     

虚拟样机技术的技术与方法体系研究

虚拟样机技术是以虚拟样机为核心、仿真为手段、各种CAx/DFx为工具的一种数字化设计方法和手段。提出一种虚拟样机技术的技术与方法体系,它包括虚拟样机、基于虚拟样机的仿真技术、针对虚拟样机的管理技术、各种实用工具的集成技术和人机界面技术。分别论述了各种技术和方法的主要内容,包括虚拟样机的定义、特性和建模方法,多领域、多学科仿真的类型、方法和基本特征,虚拟样机的管理技术,以及各种工具的总体集成框架和方法。     

复杂系统虚拟样机信息管理中的项目管理研究

虚拟样机的研究已成为多年的研究热点，其相关基础技术发展也很快，在国外也有了成功的应用案例，然而复杂系统协同虚拟样机技术的研究尚不成熟，在研究中还存在一些技术障碍，其中缺乏全生命周期、全方位和全系统的信息管理就是障碍之一。在给出了复杂系统及其虚拟样机定义的基础上，分析了复杂系统虚拟样机中信息管理的需求，然后论述了项目管理在复杂系统虚拟样机信息管理中的特点和需要攻克的几个关键技术，接着对项目管理与工作流的集成作了探讨。在此基础上，本文给出了相应的系统说明和应用验证说明。     

面向CAD组件模型的多体系统虚拟原型实现技术研究

针对虚拟样机意义下的机械多体系统性能分析,研究开发了面向CAD集成建模与多体动力学仿真的虚拟原型D3MECHS.对比国产三维CAXA-CAD和SolidWorks-CAD,研究了直接从产品虚拟原型中的零件设计模型和装配模型获取多体系统物理性能属性和多体系统空间拓扑结构的理论和方法,提出工程分析模型EAM和CAD-OpenGL虚拟原型可视化和动态仿真算法,提出并实现完整的面向对象机械虚拟原型仿真框架.通过多体手册算例检验,表明D3MECHS实现方案的可行性.     

飞参驱动的虚拟飞行再现系统设计与实现

阐述了虚拟飞行再现的概念、意义,基于实际飞参和三维虚拟场景的飞行再现系统的逻辑功能设计与系统结构设计.详细讨论了基于C＋＋和Vega实现飞行再现系统过程中的若干关键技术点.最后介绍演示了原型系统及其性能.     

基于虚拟样机的航天器对接转动模拟装置仿真研究

综合了计算多体动力学、计算结构力学、碰撞理论等多学科的知识，在ADAMS／Solver平台上建立了航天器对接试验台滚转和俯仰转动模拟装置对接过程可视化动力学虚拟样机模型，建模过程中实现了UG—MATLAB—ADAMS—ANSYS的仿真环境相互集成。利用软件的各自优势完成了转动模拟装置的动力学特性分析；研究了关键性能参数如轴承摩擦系数对整个装置工作性能的影响。数学仿真和虚拟动态仿真的相ghz,~g-L明仿真结果是可信的。虚拟仿真结果验证了初始设计的可行性，确立了在物理样机设计中需要考虑的要点，为进一步的转动模拟装置的优化设计提供了设计依据。此外还解决了ADAMS仿真中轴承模拟等问题。     

基于虚拟样机技术的火炮反后坐装置设计评价研究

反后坐装置是火炮系统的核心部件,其工作性能的优劣直接影响着整个火炮的性能.首先介绍了火炮反后坐装置设计评价的必要性,建立了反映反后坐装置工作状况的火炮虚拟样机.提出了表征反后坐装置工作性能的三个指标,基于虚拟样机仿真研究设计参数对反后坐装置性能指标的影响规律,从而将对反后坐装置设计的评价转化为对其性能的评估,实现了火炮反后坐装置设计评价的定量化,评价实例说明了利用虚拟样机评价反后坐装置设计的优越性.最后,展望了虚拟样机在武器装备工程研究领域应用的前景和下一步工作的重点.