虚拟维修样机系统及建模技术

讨论了建立虚拟样机用于虚拟维修仿真的几个关键技术。给出了虚拟维修样机的定义，分析了它的组成，给出了与产品CAD系统相关联的系统结构。为了满足仿真实时性要求，提出了面向维修任务的虚拟维修样机建模方法，进行样机的几何建模和人机交互建模，并在．Jack软件环境下开发了CAD数据处理与交互行为定义的功能模块，以一个变速齿轮箱为例，进行了验证。     

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。     

虚拟样机若干关键支撑技术研究进展

虚拟样机技术的发展与应用与其关键支撑技术密切相关。综述了虚拟样机若干关键支撑技术研究进展和目前存在的问题,主要涉及建模技术、仿真技术、人机交互与人机结合技术、测试和评价技术,以及系统集成技术,进而讨论了有待深入研究的问题。它们的研究有助于针对性的应用和发展虚拟样机。     

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。     

基于XML的飞行器虚拟样机总体设计

飞行器虚拟样机总体设计是一项复杂的系统工程,涉及到众多的学科领域之间的协同设计,针对总体设计阶段分系统处于异构平台并行设计、集成类型复杂、涉及面广的特点,对飞行器总体设计按功能模块进行详细划分,采用流程化“向导”模式进行设计,并采用XML数据文件作为数据交换平台,通过设计通用的XML数据描述,实现不同模块、不同商业软件的数据互操作,结合可视化技术,构建了飞行器虚拟样机总体设计流程化、数字化、虚拟化的设计平台及可视化演示系统。     

一种基于SimMechanics CAD转换器生成虚拟样机的方法

SimMechanics CAD转换器是一座沟通机械系统CAD装配图、MATLAB下SimMechanics动力学模型和虚拟现实环境的桥梁。利用此转换器可以方便的将机电产品虚拟样机的仿真模型统一于MATLAB下,并由此模型驱动虚拟现实环境。介绍了SimMechanics CAD转换器的原理以及利用它生成虚拟样机的方法,并通过两个实例说明基于此方法开发虚拟样机的优越性。     

汽车空调压缩机虚拟样机的设计研究

通过新型汽车空调旋叶式压缩机三维几何模型和动力学模型的建立，分析了压缩机在不同工况各关键部件的运动特性和受力情况，同时开发了反映压缩机工作过程（热力学，流体流动，传热等过程）的动态数学模型，它们之间的集成构成了一个完整的压缩机虚拟样机，研究结果表明，开发适合产品特点的高效，实用的虚拟样机，可以为产品的设计和优化提供可靠的理论依据，有效地提高产品的设计质量。     

火炮虚拟样机仿真研究

利用I-DEAS软件建立了某火炮的三维实体模型，通过接口程序将实体模型导入了ADAMS中，基于多体动力学理论建立了该火炮的虚拟样机，着眼于该火炮的射击稳定性，在两种稳定性较差的工况下进行了火炮发射过程的仿真，结果表明该火炮的发射稳定性是可以保证的，为该火炮的设计提供了一定的理论依据。     

基于ADAMS的自动武器虚拟样机研究

以动力学仿真软件ADAMS为仿真平台,针对自动武器工作的特点提出了自动武器的仿真方法,包括自动武器连发控制仿真、复杂约束处理方法等。提出的方法能较好地实现自动武器连发仿真,提高仿真效率。     

液压设备虚拟样机设计平台研究

分析虚拟样机技术在液压设备设计中应用的可行性,开发出基于SolidEdge、Ansys、Matlab、Access等功能软件,能完成元件选型、二维系统原理图和工程图、三维模型图设计、辅助装配、性能仿真、三维虚拟产品网络发布等功能的液压设备虚拟样机设计平台软件,并将其应用于攀枝花钢铁集团公司液压中心柱塞式伺服液压缸试验系统设计,结果表明该平台软件能有效缩短开发周期、提高设计质量。     

虚拟装配与虚拟原型机的理论与技术分析

讨论了虚拟原型机和虚拟装配的技术基础、内涵和关系,并结合国内外发展状况对虚拟装配与虚拟原型机领域的技术问题和难点进行了综合阐述和分析。     

基于虚拟样机技术的航天器配重设计与实现

将航天器的质量、质心和转动惯量调配到一定目标范围内,可以降低航天器姿态控制的难度,提高航天器姿态控制的准确性,利用虚拟样机技术和数值优化技术的相关软件设计了航天器配重仿真优化方法,能够对航天器进行构件设计,仿真装配、动力学分析和可变装配参数优化,能够支持构件可变质量优化和装配位置优化,最后通过空间机器人地面气浮仿真平台的配重实例验证了配重方法的正确性,结果表明该方法可以有效地对航天器进行配重优化。

Abstract：

The mass, centroid and moment of inertia of spacecraft, regulated at a certain target range, can reduce the difficulty and improve accuracy in spacecraft stance control. The relative software of virtual prototyping and numerical optimization techniques were used for designing the methods of simulation and optimization in spacecraft balance. The methods could make spacecraft devised in components, simulation assembly, dynamic analysis and parameter optimization of variable assembly and support the components of variable quality optimization and assembly location optimization. The accuracy of balancing platform was validated by the balancing example of space robot ground floatation simulation platform. The result shows that spacecraft can be effectively balanced and optimized by this method.     

IP虚拟原型的设计与实现

参照美国劳伦斯国家实验室(LBNL)VINT虚拟网络测试平台的设计思想，从教学的角度提出了IP虚拟原型机的实现方法。按照Rational统一过程，使用可视化的UML建模语言，对系统的需求、分析、设计、实现、测试各阶段进行了详尽的描述，建立了许多网络元素的虚拟原型,IP虚拟原型机没有象VINT等专业化虚拟测试平台一样使用专用的数据格式，而是采用了通用的数据报格式和封装方法。本文还实现了异构网络中数据报分片重组功能，并建立了相应的虚拟原型。最后，我们通过同VINT的实验结果的比较验证了IP虚拟原型机的正确性；并在此基础上，用IP虚拟原型机作实验平台对数据报分片重组的一些结论进行了验证。     

基于虚拟样机的多管火箭起始扰动仿真系统

依据多管火箭起始扰动计算原理，对比分析了采用虚拟样机技术进行多管火箭起始扰动仿真分析方法相对于传统测试方法的优越性；结合对ADAMS软件的二次开发，介绍了多管火箭起始扰动仿真分析系统的功能及软件实现；通过实际算例，验证了系统的正确性和有效性。     

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。     

基于虚拟样机的磁浮列车转向机构动力学仿真

研究了CMS-03型中低速磁浮列车转向机构的动力学问题。首先在理论上分析了转向机构的作用和列车速度对钢缆拉力的影响,证明了钢缆拉力总是约等于钢缆预拉力。然后将虚拟样机技术应用于转向机构的动力学仿真,得到了与理论分析相同的仿真结果,并通过实验结果验证了仿真结果的可信性。研究结论为转向机构的设计和改进提供了可靠的参考依据。     

向虚拟样机并行设计的任务调度方法

针对复杂产品虚拟样机并行设计中任务调度存在的开发时间凭经验主观假定、求解策略不易获得最优解等问题,建立了任务调度模型,提出了基于案例推理的任务开发时间估算策略,设计了基于遗传算法的模型求解策略。时间估算策略以设计单元以往完成任务的信息为依据,提高了时间估算的合理性;模型求解策略能够保证搜索空间的完全性,在满足任务间约束的前提下,快速求得最优调度,提高了求解策略的效率。最后用实例验证了方法的有效性,它能大幅缩短虚拟样机并行设计时间。