碰撞现象的计算机模拟

在物理分析与计算的基础上,成功地设计了模拟碰撞过程的Mathematica模块．可以对一般弹性碰撞现象进行计算机仿真．     

三维含摩擦多刚体碰撞问题的数值计算方法

由于碰撞过程中切向冲量的方向会发生变化, 一般情况下三维含摩擦的多刚体碰撞问题需要通过数值计算的方法来确定碰撞结束时最终冲量. 以法向冲量作为独立变量建立碰撞过程中的动力学方程, 以Poisson给出的恢复系数的定义作为碰撞结束的终止条件, 建立了处理一般多刚体系统含摩擦碰撞问题的数值计算方法. 通过数值计算和定性分析展示了碰撞过程中切向运动随法向冲量演化的各种运动模式.     

汽车碰撞变形计算机模拟研究

分别应用于动力学方法和有限元方法对多种轿车车身碰撞过程进行了建模、模拟和分析计算，结果表明，碰撞在时速65km/h以下，撞压量与碰撞速度的关系呈线性，其与美国国家公路交通安全局的试验统计结果相吻合；而在较高速度碰撞时，非线性特征逐渐增大，碰撞总撞压量与碰撞相对速度呈准线性关系，二者之比称撞压系数，为0.9-1.7，非线性的影响约5%。同时给出了其判速方程，所得碰撞的撞压变形规律，特别是判速方程和撞压系数在汽车结构设计和交通事故分析中具有实用价值，巳在多起疑难事故分析中取得很好效果。     

车辆碰撞计算机模拟分析与评价

针对某型轿车进行了正面和侧面碰撞计算机模拟分析与评价.建立了含50百分位的HybridⅢ型假人及安全带约束系统的整车有限元模型,根据动态非线性有限元法的基本原理,建立碰撞过程描述方程和结构有限元离散化方程.在LS-DYNA环境下,对整车集成系统进行了正面和侧面碰撞的数值模拟和分析,求解出了碰撞时整车位移、速度和加速时间,并分析了该车在碰撞过程中主要吸能部件的吸能效果及能量与力的传播途径,以及假人的伤害程度.仿真结果表明,含假人的汽车碰撞过程计算机模拟,不仅能预测汽车结构本身的耐撞性能,还能较准确地预测碰撞过程中乘员的响应与伤害程度,对于减少实车碰撞试验次数,加快新车型开发速度具有重要意义.     

运用Java3D实现三维实时物理模拟动画

对于实时物理模拟动画,可通过Java3D来实现三维效果与交互性,而数值运算及界面设计可通过Java语言的相关包(javax.vecm ath和AW T及Sw ing组件)来实现,动画的实时性通过多线程与基于冲量的单步的方法来满足,形体间的碰撞检测通过良好快速的碰撞检测算法(如V-C lip)实现.     

基于能量恢复系数的多刚体系统的摩擦碰撞

研究了多刚体系统的摩擦碰撞问题。一般的法向弹塑性力与位移的关系被直接引入到多刚体系统的计算中,同时考虑了碰撞中滑动模式的变化。在现存的文献中,常通过求解微分方程来解决该问题,但因碰撞时间同碰撞力不在同一个量级上,这就导致计算步长的选择十分困难,而且Amontons-Coulomb摩擦定律的不光滑性导致了在搜索粘滞状态与滑动状态的非光滑点的困难。代替通常的解微分方程的方法,以能量恢复系数作为桥梁,通过代数的方法得到碰撞前后系统状态。其主要优点在于既避免了能量的不协调性,又比微分方法简单。     

基于BIM实时施工模型的4D模拟

4D技术的发展和应用给建设项目带来了巨大的效益,但目前用于4D模拟的3D模型一般在施工前创建,4D模拟的应用局限于施工前的计划阶段。为将4D模拟的应用扩展至项目施工阶段,对4D模拟的3D模型进行研究,着重对比分析施工模型和实时施工模型,研究BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)模型的自动创建技术。研究发现,自动化创建的BIM实时施工模型可以动态的跟踪项目进展情况,能提高模型的准确性和减少建模工作量。提出基于BIM实时施工模型的4D模拟,是一个动态的4D模拟过程,可作为项目施工全过程的动态控制的有效工具,能进一步提高建设项目的效率和效益。     

刚体定点运动空间极面与本体极面的计算机模拟

采用ＴｕｒｂｏＣ语言编程，用计算机模拟刚体定点运动的空间极面与本体极面绘制的三维图形直观、生动，解决了课堂教学中的难点．     

车对车碰撞事故计算机模拟再现方法

研究了车对车碰撞的动力学模型,在此基础上依据对车辆停止位置进行优化的方法反推车辆碰撞前的运动状态。结合使用Pc-Crash软件来实现车对车碰撞事故在计算机上的模拟再现,通过该方法在具体事故案例中的应用,验证了其对于车对车碰撞事故类型分析的有效性,从而为该类事故的分析鉴定提供了有效的方法及科学依据。     

汽车实车碰撞过程人体的响应

为了研究汽车碰撞过程人体的响应 ,本文以国内某厂生产的旅行车作为研究对象 ,采用多刚体动力学模拟了该车正面碰撞刚体墙的过程 ,并且与该车所做的实车正碰结果进行了比较分析 ,验证了模拟计算的正确性。同时分析了安全带在实车正碰过程中对人体的保护作用     

生产线三维仿真系统中产品碰撞检测的研究

生产线三维仿真系统中产品在生产线上会发生碰撞,尤其在多线型的生产线上产品碰撞更是常见的问题.对碰撞的研究可防止产品在生产线上的堵塞卡死.在生产线三维仿真系统中改进面向对象的碰撞检测方法,提出定向碰撞检测方法,解决生产线上产品间的动态碰撞问题,避免在三维仿真过程中产生产品阻塞生产线的状况.     

面向对象机器人实时仿真系统的实现

针对目前机器人仿真系统中存在的若干问题,讨论了一种面向对象的、独立与特定机器人的实时仿真环境ＲｏｂＳｔｕｄｉｏ 的设计及实现．系统中,硬件平台是基于ＰＣ的多ＣＰＵ 的分级体系结构,软件系统中能完成不同处理任务的对象运行于Ｗｉｎｄｏｗ ｓ 之上．设计中所采用的面向对象方法满足了系统实现中所必须解决软件的重用性、可扩展性、可靠性以及可移植性等要求．由虚拟设备驱动程序保证的系统实时性使仿真过程能够更充分真实地描述待研究的实际系统．本系统成功地应用在对具有２４ 个自由度的仿人机器人的实时三维图形仿真中．     

刚体原理在分子动力学模拟软件中的广泛应用

目前刚体照理被认为广泛应用在许多机器的运动以及舰船、飞机、火箭等航行器的运动研究中,而对于分子生物学方面的研究甚少。本文针对分子动力学模拟软件进行分析,说明了刚体原理的应用不仅克服了原有全原子模拟的缺陷,还保证了计算的精度,对分子生物学方面的研究有着巨大的推动作用。     

刚性护栏在事故碰撞中的冲击力计算

对刚性护栏在事故碰撞中的冲击力计算该方法进行了讨论和简要的评论。对将汽车和护栏作为连续系统的动力模型作出了修正。采用该修正模型,研究了刚性护栏在汽车撞击作用下的动力响应,并分析和讨论了冲击角度、冲击速度、冲击质量,以及回弹刚度等因素对冲击力的影响。     

特大型热网的计算机实时仿真

针对宝山钢铁 (集团 )公司低压蒸汽管网三期改造工程 ,进行了热网计算机实时仿真 .将热网结构归纳并抽象为“节点”和“管段”两大类管网元素 ,简化构成数据结构体 .用基本物理定律得出控制方程组 ,通过与克希荷夫定律类比的方法建立了仿真数学模型 .求解中采取适当的排除伪根的措施和收敛速度快、精确度高的迭代求解方法 .投入在线运行 ,达到了数学仿真模型的计算时间≤30 s;计算迭代误差≤ 5%;数据更新周期≤ 45s的预定要求 .CRT实时显示 ,宝钢 35.71 km特大型热网的蒸汽潮流和压力分布能满足要求     

发电机励磁系统实时仿真

本文阐述了用微型计算机(PC—AT)实现空载发电机及其励磁机的实时仿真系统的全过程。其中包括:数学模型的建立,仿真算法探讨和选择,实时仿真系统软件编制和硬件的实现,以及本仿真系统与SWTA型自动电压调节器闭环实际运行结果的核核。     

Visual Simulation for Locomotive Driver Training by Active Real-Time 3D Graphics Based on PC

列车驾驶模拟系统的视景仿真方法可分为两大类，即被动回放事先制作的逐帧资料和主动实时三维动画．后者解决了前者的视景变速播放画面不连续的问题，代价是繁重的图形计算负荷．计算任务通常在高档图形工作站上进行，如ＳＧＩ的Ｏｎｙｘ机，其高昂的价位显著减小了其应用市场．３２位ＰＣ机与三维图形加速卡组成的系统提供了一种经济实用的开发平台，以便在机车司机培训中使用主动实时动画技术．为了弥补ＰＣ机计算能力的不足，对铁路运行的视景特点进行了研究，采用了一些特殊的策略和算法     

《普通物理》教学中刚体平动和转动的对比教学研究

学生在学习刚体转动时通常难以理解其中抽象的物理概念.而刚体转动中的角量、力矩、转动惯量和刚体平动中的线量、力、质量有着一定的相似性.刚体转动中的一些定理也和刚体平动中的相关定理有相似之处.在进行刚体转动的教学时,要让学生对熟悉的刚体平动中相关知识点进行对比,让学生自然的从平动学习过渡到转动学习,轻松地掌握刚体转动中的知识点,从而达到良好的教学效果.     

《普通物理》教学中刚体平动和转动的对比教学研究

学生在学习刚体转动时通常难以理解其中抽象的物理概念.而刚体转动中的角量、力矩、转动惯量和刚体平动中的线量、力、质量有着一定的相似性.刚体转动中的一些定理也和刚体平动中的相关定理有相似之处.在进行刚体转动的教学时,要让学生对熟悉的刚体平动中相关知识点进行对比,让学生自然的从平动学习过渡到转动学习,轻松地掌握刚体转动中的知识点,从而达到良好的教学效果.     

大型水电站实时仿真建模方法研究

应用动态大系统模型解耦方法和分割求解法，将大型水电站仿真培训系统的教学模型分解成若干个独立运算的子系统，大大减少了每一时步的计算时间，并将该方法应用到一水电站仿真培训系统。