基于虚拟样机的胶印机虚拟试验及串墨初始相位优化(精)
基于虚拟样机技术的电动切卡机创新设计及仿真优化
到产 品设计 中去 , 要 以创 新 设 计 的理 论 和方 法 为基 需 U 引
础, 应用创新思维模式和思维方法 , 结合创新设计 的基 虚拟样机技术源于多体系统动力学研究 , 其核心 本要 素 、 思维特 点 和基本 原理 进行 产 品创 新 。 本研究应用创新设计的理论和方法 , 于虚拟样 基
吾
部分是多体系统运动学与动力学建模理论及其技术实
现。它利用软件建立机械系统的三维实体模型和力学 机技术进行辅助设计 , 结合电动切卡机的设计要求 , 进 模 型 , 析和 评估 系统 的性 能 , 变过 去从部 件 到整 机 行原 理方 案 的创新 设计 , 分 改 并对 方案 进行 仿真 优化 。
序号
功 能
功能载体
功能标志
研究中心等 。另外 , 在美 国与机 电一体化系统有关 的 概 念 设 计 工 作 大 多 集 中 在 MI 学 、 ang l n T大 C rei Mel e o
大 学 、 ci n 学 和 Sadod 学 。在 1 , 京 Mi g 大 ha tnf 大 r ] 3本 东 大 学 的 Y sia a T myma 位学 者 的对一 般机 电 ohkw 和 o ia 两
作者简介 : 贾相武( 94 )男 , 17 一 , 宁夏中宁人, 主要从事模具工程 、 机械设计理论 、 设计方法学等方面的研究.E malx @z t. uc — i: w j ie .n j vtd 通信联系人: 胡树根 , , 男 教授 , 硕士生导师. m i hg n j. uc E- al se @z e . : ud n
基于虚拟样机的机械系统动力学研究
基于虚拟样机的机械系统动力学研究机械系统动力学研究是理解机械系统行为和性能的关键。
虚拟样机技术的出现为机械系统动力学研究提供了新的方向和可能性。
本文将针对基于虚拟样机的机械系统动力学研究进行探讨和分析,并探究虚拟样机的应用和优势。
一、引言机械系统动力学是研究机械系统运动规律和受力情况的学科,是机械工程的重要组成部分。
随着科技的不断发展,虚拟样机技术的应用日益广泛,为机械系统动力学研究提供了全新的手段和方法。
二、虚拟样机的基本原理与构建方法虚拟样机是通过计算机建模和仿真技术,将实际的机械系统转化为数学模型,并在计算机中进行模拟运行。
其基本原理是通过数学模型模拟机械系统的运动和力学特性,从而预测系统的行为和性能。
虚拟样机的构建方法包括几何建模、材料建模、力学建模和运动学分析等步骤。
几何建模通过数学模型描述机械系统的几何形状和尺寸,材料建模则用材料参数描述机械系统的力学性能。
力学建模主要建立机械系统的力学方程,运动学分析则研究机械系统的运动规律和参数。
三、虚拟样机在机械系统动力学研究中的应用1. 动力学分析虚拟样机可以通过机械系统动力学分析,预测机械系统的响应和行为。
通过建立合理的数学模型,可以模拟机械系统在不同工况下的运动规律、受力情况等,为系统的设计与优化提供重要依据。
2. 结构优化设计虚拟样机可以基于动力学分析结果,进行结构优化设计。
通过在虚拟样机中调整结构参数、材料参数等,可以预测系统的性能和行为变化,从而指导设计过程,提高机械系统的性能和可靠性。
3. 故障诊断与修复虚拟样机可以用于机械系统的故障诊断和修复。
通过虚拟样机的仿真模拟,可以模拟故障现象,识别故障原因并提供相应修复方案。
这样可以提高故障处理的效率,减少停机时间和成本。
4. 耦合系统分析虚拟样机可以用于多机械系统的耦合分析。
通过将不同机械系统的虚拟样机耦合起来,研究它们之间的相互作用和影响。
这对于复杂机械系统的研究和优化具有重要作用。
基于虚拟样机的机械结构模态分析与优化设计
基于虚拟样机的机械结构模态分析与优化设计一、引言随着科技的不断进步和发展,虚拟样机技术在机械结构模态分析与优化设计中的应用越来越广泛。
虚拟样机是一种利用计算机技术和数值仿真方法,在虚拟环境中构建的机械结构原型。
通过对虚拟样机进行模态分析和优化设计,可以有效地降低机械结构的开发成本和周期,并提高其性能和可靠性。
本文将重点探讨基于虚拟样机的机械结构模态分析与优化设计的方法和应用。
二、机械结构模态分析的基本原理机械结构的模态分析是指通过对结构进行振动分析,确定其固有的振动频率和振型。
在传统的实物样机上进行振动测试往往费时费力,并存在很多局限性。
而基于虚拟样机的模态分析则可以通过计算机仿真快速准确地获得结构的振动特性。
其基本原理是建立机械结构的有限元模型,利用结构的刚度矩阵和质量矩阵计算出结构的固有频率和振型。
三、虚拟样机的建模与分析1. 建立有限元模型建立虚拟样机的关键是构建结构的有限元模型。
有限元模型是将实际结构离散化为多个小单元,通过节点和单元之间的连接关系来表示结构的刚度和质量。
建立有限元模型的过程中,需要考虑材料的性质、结构的几何形状和约束条件等因素。
通过合理的离散化和模型简化,可以提高模拟的效率和精度。
2. 求解模态方程建立有限元模型后,可以通过求解模态方程来获得结构的固有频率和振型。
模态方程是结构的刚度矩阵与质量矩阵相乘得到的特征值方程。
通过数值方法可以求解出特征值和特征向量,从而得到结构的固有频率和振型。
3. 模态参数分析在求解模态方程的过程中,可以得到结构的所有模态参数,如固有频率、振型、模态质量等。
对于大型复杂的结构,往往需要对模态参数进行分析和处理,以便更好地理解结构的振动特性。
常见的分析方法包括主成分分析、频率响应函数分析和模态估计等。
四、虚拟样机的优化设计与验证1. 结构参数优化虚拟样机可以通过参数化建模的方式实现结构参数的优化设计。
参数化建模是将结构的设计变量作为参数,通过对变量的调整和优化,得到最优的结构参数。
电子设计中的虚拟样机与仿真技术
模拟电路行为
01
通过虚拟样机,可以在设计阶段模拟电路的行为,预测其性能
参数,如功耗、延迟和吞吐量等。
优化系统性能
02
基于性能预测结果,可以对电路设计进行优化,提高系统的整
体性能。
降低开发成本
03
在物理样机制作之前发现问题并进行优化,可以减少物理样机
快速原型制作
通过虚拟样机技术,设计师可以 在早期阶段发现和纠正设计中的 问题,减少后期修改和返工。
优化设计参数
仿真技术可以帮助设计师在虚拟 环境中测试不同参数组合,选择 最优设计方案,提高产品性能。
减少物理原型
通过减少或消除物理原型的需求 ,可以节省时间和成本,同时降 低对实物资源的依赖。
降低开发成本与风险
特点
虚拟样机技术具有高效、灵活、可重 复性等优点,能够缩短产品开发周期 ,降低开发成本,提高设计质量。
虚拟样机技术的应用领域
机械工程
在机械工程领域中,虚拟样机 技术常用于汽车、航空航天、 船舶等复杂系统的设计和优化
。
电子工程
在电子工程领域中,虚拟样机 技术可用于集成电路、电子系 统、微纳器件等的设计和仿真 。
03
系统级仿真技术在系统架构设计、性能分析和优化 等方面具有广泛的应用。
物理级仿真技术
01
物理级仿真技术用于模拟物理现象,如电磁场、温度场和 流体动力学等。
02
物理级仿真通常使用有限元分析(FEA)、有限差分分析(FDA) 等方法,通过建立物理模型并运行仿真来预测实际物理现象。
03
物理级仿真技术在产品性能预测、优化和可靠性分析等方 面具有广泛的应用。
的制作数量和测试成本。
电路板设计优化
布局与布线优化
浅析虚拟样机技术在机械工程设计中的有效应用
浅析虚拟样机技术在机械工程设计中的有效应用虚拟样机技术是一种利用计算机模拟和仿真的技术,可以有效地对机械工程设计进行分析和优化。
通过虚拟样机技术,工程师可以在计算机上进行各种工程设计和模拟实验,从而提高产品设计的效率和质量。
本文将通过对虚拟样机技术在机械工程设计中的应用进行浅析,探讨其在机械工程设计中的有效性和可行性。
一、虚拟样机技术的概念和特点虚拟样机技术是一种基于计算机仿真的技术,可以模拟出真实的机械系统,并对其进行仿真分析。
其特点有以下几点:1. 实时性:虚拟样机技术可以实时地模拟和分析机械系统的运行状态,工程师可以通过计算机屏幕上的模拟效果来观察和分析机械系统的运行情况。
2. 精确性:虚拟样机技术可以精确地模拟机械系统的各种运动和受力情况,工程师可以通过模拟分析来对机械系统进行精确的设计和优化。
3. 交互性:虚拟样机技术可以进行交互式的设计和仿真分析,工程师可以通过计算机软件来对机械系统进行动态调整和优化。
4. 可视性:虚拟样机技术可以将机械系统的各种运动和受力情况通过计算机图形的方式呈现出来,工程师可以通过可视化的方式来对机械系统进行分析和设计。
四、虚拟样机技术在机械工程设计中的挑战和应对措施虚拟样机技术在机械工程设计中也面临着许多挑战和难点,主要包括以下几个方面:1. 模拟精度:虚拟样机技术对机械系统的运动和受力情况进行仿真分析时,需要考虑到各种非线性和非理想因素,如材料的变形、接触面的摩擦等,这需要建立精确的模型和算法,以保证仿真结果的精度和可靠性。
2. 计算资源:虚拟样机技术需要大量的计算资源和算法支持,特别是在进行大型机械系统的仿真分析时,需要利用并行计算和高性能计算机来进行计算,以保证仿真结果的实时性和稳定性。
3. 数据有效性:虚拟样机技术需要充分考虑实验数据的有效性和可靠性,需要采集和整理大量的实验数据,并借助于数据挖掘和机器学习等方法来提取有效的模型参数和算法特征。
针对以上挑战和难点,工程师可以采取以下措施来提高虚拟样机技术在机械工程设计中的应用效果:1. 多学科交叉:虚拟样机技术需要多学科交叉的知识支持,如计算机科学、数学、力学等,工程师可以通过跨学科的合作和交流来充分利用各种专业知识和技术手段。
2011年第41卷总目次
固体超强酸S : ZO 催化合成环己酮甘油缩酮……………………………… 尚倩倩 O 一 r: /
活性炭选 择性催化还原 N ………………… ……………………… 汪小蕾 O 朴桂林
刘 群 肖国民 (4 ) 1 0
谢 浩 赵晓媛 (4 ) 15
岸坡特定 生态系统对河渠微型生物群落的影响 …… …………………………………… 吴义锋 吕锡 武 ( 5 ) 10
夏春和 吕良双 胡 俊 顺 (4 ) 2 7
陈根 才 王 琦 晖 (5 ) 22 袁 占亭 马建峰 (5 ) 2 8 冯 涛
多媒体传感器 网络 中被动 目标定位算法 ………………… 张
波
罗海 勇 胡广大
刘冀伟 赵 望 龚
方 (6 2 6)
异构 C D协 同设计 中的一维拓扑元素匹配方法 ……………………………… 李小霞 A
王汝传
庸
黄海平 沙
黄世 平 黄
…………………… 于利 东 陈
鸣 陈文洁 白华利 ( 8 2 5)
帆 (9 2 0)
基于任务依赖关系 的群体感知模型 ………………………………… 李建 国 汤
分布式 自组织 网络动态功率控制机制的研 究与实 现 ……………… 李 勇 匡坤 高 王 基于 P ML及 H D E的物联 网异构信息集成处理模型 ……………………… 王 EG 桐
苹果片超声波预干燥传质过程试验研究 …………………… ………………… 赵
李骏扬 费树岷 ( 1 ) 13 杨林军 辛成运 ( 1 ) 18
施明恒 ( 2 ) 14
斌
芳 陈振乾
生物油/ 生物柴油混合燃料 的热稳定性 …………………………………… 仲 兆平 姜 小祥 N o oEl ( 2 ) ak ls 19 i Mn W 催化剂上 甲烷氧化偶联 反应机 理的 Mo t C r 模 拟 ………………… 倪 嵩波 黄 凯 傅淑 霞 ( 3 ) / ne a o l 14
机械系统的虚拟样机与仿真技术研究
机械系统的虚拟样机与仿真技术研究随着科技的迅猛发展,虚拟样机与仿真技术在机械系统领域得到广泛应用,成为提高效率、降低成本的重要手段。
虚拟样机与仿真技术通过建立虚拟模型,模拟机械系统的运行过程,可以实现在计算机上对机械产品进行可视化展示、功能验证和性能测试。
本文将从三个方面探讨虚拟样机与仿真技术的研究进展和应用前景。
一、虚拟样机的概念及发展虚拟样机是指利用计算机生成的三维模型和仿真软件,模拟机械产品在真实工作环境下的运行过程,实现产品的可视化展示和功能验证。
与传统的实物样机相比,虚拟样机具有成本低、效率高、灵活性强等优势。
虚拟样机技术的发展可以追溯到上世纪70年代的计算机辅助设计领域,但直到近年来才得到广泛应用。
虚拟样机的研究在航天、航空、汽车、机械等领域取得了显著进展。
例如,航空航天领域的虚拟飞行仿真系统可以通过计算机生成逼真的飞行场景,提供飞机的操纵性能和飞行状态的实时反馈,为飞行员的培训和机械设计的验证提供了有效工具。
二、虚拟样机的应用领域1. 机械产品设计虚拟样机技术与计算机辅助设计相结合,可以大大提高产品设计的效率和质量。
设计师可以在计算机上构建三维模型,并通过虚拟样机验证设计的合理性和可行性。
虚拟样机还能够模拟产品运行过程中的各种工况,评估产品的性能和可靠性。
这使得设计师可以快速修改设计方案并进行多次迭代,从而减少实际样机的制造成本和运行风险。
2. 机械工艺优化虚拟样机技术可以模拟机械加工过程和装配过程,帮助企业优化产品的工艺流程。
通过仿真分析,可以找出工艺中的瓶颈和问题,并提出改进方案。
例如,虚拟样机可以模拟焊接、切割、铣削等加工过程中的热应力和变形,优化工艺参数,提高产品的质量和生产效率。
3. 机械系统维护与故障诊断虚拟样机技术还可以应用于机械系统的维护和故障诊断。
通过建立机械系统的虚拟模型,可以分析机械部件的运行状态和性能指标,提前预测部件的寿命并进行维护。
同时,虚拟样机可以模拟机械系统在异常工况下的运行情况,帮助工程师准确定位故障,提高故障排除的效率。
基于虚拟样机的工程机械工作装置虚拟疲劳试验研究
27 .5
15 . 3 55 .
该 试 验 系 统 由 A A 、 arn N s a 、 a ge等 D MS P t 、 at n F t u a r i 软件组 成 。 别 完成 工 作装 置 的虚拟 样机 建模 分 析 、 分 有
限元建 模 、 限元分 析 和疲 劳分 析 。 试验 系统 内部数 有 该
置虚拟样机进行铲 装、 卸栽等工 况仿 真, 获得其各主要零件的栽荷历程。 将谊历程应 用于工作装王零部件 的有 限元疲 劳分 析, 快速预测其疲 劳寿命。 过对 某装载机动臂进行虚拟疲 劳试验 , 通 并对试验结果进行分析 , 为工程机械 工作装置的 可靠 性设计提供快速而有效的指导。 关键词 : 装载机 工作装置 疲劳试验 虚拟样机
维普资讯
模 型 进 行 必 要 的简 化 。 文 根 据 各 部 件 的 实 际 情 况 , 本 去
裹 1 设 计 指标
该 虚 拟 疲 劳 试 验 系 统 由 试 验 建 模 、 限元 分 析 、 有 动 力 学 求 解 、 劳 分 析 、 验 结 果 评 价 以 及 知 识 支 持 数 据 疲 试
铲斗的容量/ ’ m
15 .
库 等子 模块 组 成 。 中基 础 数据 库 即为现 有 工 作装 置 其
靠 性直 接 决 定 了工 程 机 械 能否顺 利完 成 施工 任 务 , 是
评 价工 程 机 械质 量 的重 要指 标 。 工 作 装 置零 部 件进 对
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J维 型 材 模 l… 三 模 』料 型…
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童特 库 持 据
行 可 靠 性 疲 劳 寿命 试 验 是 保 证 其 安 全 质 置 的关 键 环
章动球磨机的虚拟样机设计及优化分析研究的开题报告
章动球磨机的虚拟样机设计及优化分析研究的开题报告一、研究背景及意义章动球磨机是一种高效、节能、环保的新型粉磨设备,广泛应用于工业领域中的物料粉碎和混合,特别适用于超细粉末和纳米材料的制备。
但是,传统的章动球磨机存在一些不足,如操作难度大、易产生磨损和噪音等问题。
为了对传统章动球磨机的不足进行解决和改进,设计一种虚拟样机进行优化分析是非常必要和重要的。
虚拟样机的设计和优化分析可以帮助工程师更加深入地了解章动球磨机的工作原理和机理,发现并解决问题,提高设备的效率和精度,降低设备的运行成本和产品的质量风险。
二、研究内容和方法本文主要研究内容是基于SolidWorks和开源的建模软件OpenCascade进行章动球磨机的虚拟样机设计和优化分析。
具体而言,研究包括以下几个方面:1. 章动球磨机的三维建模和装配设计:采用SolidWorks软件对章动球磨机的各个零件进行三维建模,并进行装配设计,生成虚拟样机。
2. 章动球磨机的运动仿真和分析:利用SolidWorks中的动力学仿真模块对章动球磨机的运动状态进行仿真,分析其工作原理和机理。
3. 章动球磨机的强度和刚度优化:基于虚拟样机,采用SolidWorks中的有限元分析工具对章动球磨机的强度和刚度进行优化和分析,发现并解决其潜在问题,提高设备的寿命和稳定性。
四、研究计划1. 具体任务安排:阶段一:文献综述和总体设计 (1周)1) 研究章动球磨机的原理和机理;2) 研究SolidWorks和OpenCascade建模软件的应用;3) 进行章动球磨机虚拟样机的总体设计。
阶段二:三维建模与装配 (4周)1) 对章动球磨机的各个零件进行三维建模;2) 进行装配设计,生成虚拟样机模型;3) 对模型的几何尺寸和运动参数进行调整和优化。
阶段三:动力学仿真与分析 (3周)1) 利用SolidWorks中的动力学仿真模块对章动球磨机的运动状态进行仿真;2) 分析章动球磨机的工作原理和机理。
基于虚拟样机的机械装备产品优化设计与测试
基于虚拟样机的机械装备产品优化设计与测试引言:机械装备是现代工业生产过程中不可或缺的组成部分,其设计和测试的质量直接影响产品的性能、可靠性和工作效率。
在传统的机械设计和测试过程中,需要大量的资源投入以及时间成本,而且难以及时纠正设计中的缺陷。
然而,随着信息技术的发展,基于虚拟样机的机械装备产品优化设计与测试正在逐渐兴起,并展示出巨大的潜力。
本文将探讨基于虚拟样机的机械装备产品优化设计与测试的方法和优势。
1. 虚拟样机的基本概念虚拟样机是通过计算机模拟实际装备运行状况而生成的一种虚拟样本。
通过建立精确的数学模型和工程设计,虚拟样机可以模拟真实装备的运行、性能和行为。
其基本原理是通过物理模型的建立和仿真技术的应用,模拟装备在各种工况下的运行状态和行为,以获取装备设计和测试方面的关键信息。
2. 基于虚拟样机的优化设计传统的机械装备设计过程中,需要进行大量的实际测试和优化。
然而,这种方式既耗费时间,又存在很大的难度。
相比之下,基于虚拟样机的机械装备优化设计具有以下优势:(1)降低成本:虚拟样机消除了实际样机制造和测试的成本,大大降低了设计和测试过程中的资源投入。
(2)加快设计周期:虚拟样机可以实时模拟装备的运行状况,快速反馈设计方案的性能和缺陷,使设计师能够迅速进行修改和调整。
(3)提高设计质量:通过模拟和测试不同的设计方案,虚拟样机可以帮助设计师找到最优的设计方案,提高产品的性能和可靠性。
(4)提供全生命周期支持:虚拟样机不仅可以用于设计和测试,还可以在装备投入使用后进行故障诊断、维修仿真和可靠性分析等。
3. 基于虚拟样机的性能测试传统的机械装备性能测试通常需要在实际操作条件下进行,这既存在安全风险,又具有很高的测试成本。
基于虚拟样机的性能测试可以在模拟环境下进行,具有以下优势:(1)安全性:虚拟样机测试可以避免真实装备测试过程中可能出现的安全事故和意外。
同时,虚拟样机还能够模拟各种异常工况,使装备在实际运行中保持稳定和安全。
基于虚拟样机技术的机电一体化设计研究
基于虚拟样机技术的机电一体化设计研究引言在当今现代制造业的发展中,机电一体化设计的重要性日益凸显。
机电一体化指的是机械与电气控制的有机结合,将机械和电气工程相结合,充分发挥二者的优势,并通过智能控制系统进行协调和管理。
虚拟样机技术作为一种辅助设计的重要手段,为机电一体化设计提供了新的思路和方法。
1. 虚拟样机技术的概述虚拟样机技术是一种利用计算机建立产品或系统的全面模型,模拟实际工作情况,进行设计、分析和验证的技术。
它通过数字化建模、虚拟组装和仿真测试等手段,可以实现产品的快速设计和优化。
虚拟样机技术的应用可以加快产品开发周期,降低成本,并提高产品的性能和质量。
2. 机电一体化设计的挑战机电一体化设计面临着复杂性和多学科性的挑战。
机电一体化系统涉及到机械、电气、自动控制、材料等多个学科领域的知识,需要设计人员跨学科进行协同工作。
另外,机电一体化系统常常具有复杂的结构和功能要求,需要设计人员在不同学科领域进行设计和优化。
3. 虚拟样机技术在机电一体化设计中的应用虚拟样机技术在机电一体化设计中发挥着重要的作用。
首先,虚拟样机技术可以帮助设计人员建立机电一体化系统的全面模型,通过数字化仿真和分析,提前发现潜在的问题,并进行改进和优化。
其次,虚拟样机技术可以实现机械和电气之间的信息交互和数据共享,提高设计团队的协同效率。
最后,虚拟样机技术还可以进行功能验证和性能测试,验证机电一体化系统的可行性和稳定性。
4. 虚拟样机技术在机电一体化设计中的应用案例以汽车行业为例,虚拟样机技术在机电一体化设计中有着广泛的应用。
通过建立虚拟样机模型,可以进行整车的动力学仿真和碰撞分析,提前发现结构的设计缺陷和安全隐患。
同时,虚拟样机技术也可以用于驾驶员乘坐舒适性的评估和优化,通过模拟驾驶情况和座椅舒适度的评估,改善乘坐体验。
5. 虚拟样机技术的发展前景随着计算机技术的不断进步和智能算法的发展,虚拟样机技术将进一步完善和拓展应用领域。
机械系统虚拟样机设计与验证技术研究
机械系统虚拟样机设计与验证技术研究一、引言机械系统在现代工业中扮演着重要的角色,其性能的优化对于产品质量和效率的提升至关重要。
为了降低产品开发的成本和风险,虚拟样机设计与验证技术应运而生。
本文将就机械系统虚拟样机的设计与验证技术进行深入研究。
二、虚拟样机的概念虚拟样机是利用计算机技术和仿真软件来模拟和分析机械系统的运行行为。
其将真实机械系统转化为数字模型,通过模拟运行和测试,评估系统性能并进行优化设计。
与传统的实物样机相比,虚拟样机具有成本低、效率高、操作灵活等优势。
三、虚拟样机设计流程1. 系统建模与参数设置虚拟样机的第一步是系统建模和参数设置。
根据机械系统的结构和功能,利用计算机辅助设计软件绘制和建模各个部件,同时设定系统的初始参数和运行条件。
2. 材料特性和物理模拟根据机械系统中使用的材料特性和工作环境条件,进行物理模拟。
通过实验数据或者已有的材料数据库,设置各个部件的材料参数,包括弹性模量、材料密度等。
3. 运动学仿真在模型建立之后,进行运动学仿真。
运动学仿真是研究机械系统运动和变形规律的过程,通过设定初始运动参数和加载条件,模拟机械系统在各种工况下的运动状态。
4. 动力学仿真动力学仿真是模拟机械系统在外部作用力下的运动规律。
通过建立机械系统的动力学方程,结合质量、力和加速度等因素,分析系统的运动学性能,如速度、加速度等。
5. 系统优化与设计验证在虚拟样机中,可以对系统进行参数调整和优化设计。
根据仿真结果,评估系统在不同参数和设计方案下的性能变化,选取最优解决方案,并进行验证。
四、虚拟样机设计与验证技术的优势1. 成本和时间节约虚拟样机不需要制造实物样机,大幅度降低了制造和测试成本。
同时,虚拟样机可以提前进行系统测试和验证,节约了产品开发的时间。
2. 灵活性和操作性虚拟样机可以根据不同需求进行参数调整和系统设计,提供了更大的灵活性和操作性。
可以快速实现设计变更和优化方案。
3. 风险评估虚拟样机可以通过模拟和测试,评估系统在不同情况下的性能和稳定性。
基于虚拟样机技术的机构运动可靠性分析
基于虚拟样机技术的机构运动可靠性分析第一章:介绍1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究现状1.3 研究内容及技术路线1.4 论文的组织结构第二章:虚拟样机技术介绍及应用2.1 虚拟样机技术基本概念2.2 虚拟样机技术的应用2.3 虚拟样机技术的优势第三章:机构运动可靠性分析基础3.1 机构运动可靠性分析理论3.2 机构运动模型的建立3.3 可靠性分析方法的选择第四章:基于虚拟样机技术的机构运动可靠性分析4.1 建立机构运动模型4.2 采集机构运动数据4.3 设计数据处理算法4.4 建立机构运动可靠性分析模型第五章:实验验证及结论5.1 案例研究5.2 结果分析及实验验证5.3 基于结果的结论和展望参考文献第一章:介绍1.1 研究背景及意义机构是机械系统中的重要组成部分,其运动可靠性是整个机械系统可靠性的关键。
机构在实际运行过程中,由于外界因素的影响,例如负载、环境等因素,可能导致其运动性能出现问题,进而影响机械系统的可靠性。
因此,研究机构运动可靠性是机械系统可靠性评估的重要方面。
传统的机构运动可靠性评估方法通常是基于试验或仿真,但这些方法均存在一系列的技术瓶颈,例如耗时、耗费资源和精度等问题。
近年来,随着虚拟技术和计算机技术的快速发展,虚拟样机技术已经被广泛应用于机械系统的设计、验证和可靠性分析中。
虚拟样机技术可以实现对机构运动的实时模拟和可视化,有效地提高了机械系统的设计效率和精度,并且极大地降低了试验和仿真的成本。
因此,本文将研究基于虚拟样机技术的机构运动可靠性分析方法,旨在通过虚拟样机技术对机构运动性能进行高效、精确的评估,为机械系统的设计和维护提供技术支持。
1.2 国内外研究现状目前,国内外关于机构运动可靠性分析的研究多以试验和仿真为主。
国外研究主要采用可靠性分析方法和Monte Carlo模拟法对机构运动可靠性进行分析。
例如,美国NASA采用Monte Carlo方法对传动系统的输入扭矩和温度变化进行仿真分析,得出了传动系统的可靠性指标,并在此基础上设计了相应的控制系统。
虚拟样机技术在印刷机械设计中的应用
虚拟样机技术在印刷机械设计中的应用摘要:随着全球经济的一体化,印刷机械产品市场的竞争日益激烈。
为了提高市场竞争力,必须不断缩短新产品的研发周期,提高产品质量、性能,降低开发成本。
在这种需求下,以虚拟样机技术为代表的计算机技术不断发展,是一种新的现代化设计手段。
运用虚拟设计的方法,可以在产品设计初期,设计、分析和评估产品的性能,确定和优化物理样机参数,从而降低新产品的开发风险,缩短开发周期,提高产品性能。
关键词:虚拟样机技术;印刷机械设计;应用我国有很长一段时间的农业发展史,改革开放之后我国的工业才发展起来,印刷机械设计在我国工业的发展过程中扮演着非常重要的角色,在我国传统的印刷机械设计工作的过程中,一般情况下都是由工程师先根据机器的功能根据改进的需要,进行理论的选型,然后再计算结果,根据这些再画出机械零件图、部件图和装配图,最后交给车间进行试制。
产品是不能直接投入生产的,我们需要对产品样品进行全方位的测试,然后根据设计进行修改,直到样品满足改进的需要。
这个过程比较繁琐,同时也容易造成人力、物力以及财力的浪费,不能提高生产效率,虚拟样机技术在印刷机械设计中的应用可以很好地解决这些问题。
一、概述虚拟样机技术就是一种虚拟的技术,它是相对于传统的制造物理实体样机而言的,主要借助计算机软硬件平台来帮助工程师构建相关的三维模型,然后依靠相关的仿真模拟系统来进行仿真模拟实验,从而帮助工程师验证该机械在实际中的运行情况,有助于及时发现设计方案中存在的各种问题和不足,以及时让设计人员加以改正,这样将大大提高机械设计的效率。
简言之,该技术是以计算机为平台,借助CAD 模型制图等为基础,采用仿真模拟技术的一种机械设计技术。
虚拟样机作为一种新型的机械设计方法,它可以借助先进的设计技术和管理技术,来实现对机械设计的全过程进行开发、分析和设计,可以大大提高机械设计的效率,缩短工期,提高产品设计的质量,同时也可以大大降低产品设计所需的整体成本,有利于企业市场竞争力的提高。
机电一体化产品虚拟样机协同体系设计及其模型建构
机电一体化产品虚拟样机协同体系设计及其模型建构摘要:随着机电一体化技术的迅速发展,虚拟样机技术成为机电一体化产品设计的重要工具。
本文针对机电一体化产品虚拟样机的协同设计问题,设计了一种基于虚拟样机的协同体系,并构建了相应的模型。
1. 引言机电一体化产品是指将机械、电子、信息等技术融合在一起,实现产品功能的一种新型产品。
机电一体化产品的设计过程涉及到多个学科的知识和技术,需要多个团队的协同合作。
虚拟样机技术是一种能够以虚拟现实的形式模拟产品样机的技术,可以在产品设计的早期阶段进行验证和优化,提高产品的设计效率和质量。
2. 虚拟样机协同体系的设计虚拟样机协同体系是指在虚拟样机技术的基础上,构建起一种具有协同性的工作环境,使得不同的设计团队可以同时对产品进行设计和优化。
虚拟样机协同体系的设计包括以下几个方面的内容:(1)系统架构设计:将设计团队、虚拟样机技术和协同工具等组合起来,构成一个具有协同性的系统架构。
(2)功能模块设计:设计不同的功能模块,包括虚拟样机的建模算法、数据交互、远程协同等功能。
(3)权限管理设计:设定不同设计团队的权限,确保设计成果的安全性和保密性。
(4)用户界面设计:设计直观、易用的用户界面,方便设计团队进行操作和使用。
4. 结论机电一体化产品虚拟样机协同体系设计及其模型建构是一个复杂的问题,需要综合考虑多个因素。
本文针对该问题,提出了基于虚拟样机的协同体系设计方法,并构建了相应的模型。
通过该设计方法和模型的应用,可以提高机电一体化产品设计的效率和质量。
虚拟样机协同体系的具体实现还需要进一步研究和探索,这是一个值得深入研究的方向。
基于虚拟仪器的柴油机实验台测试系统设计
基于虚拟仪器的柴油机实验台测试系统设计费景洲;石灵丹;马修真;高峰;路勇【摘要】先进的柴油机测试系统对提高柴油机运行管理水平和柴油机测试实验教学具有重要意义。
利用虚拟仪器技术开发了柴油机综合测试实验系统,介绍了系统的总体结构及硬件系统,以"性能指标测量分析"实验为例给出了实验系统的软件实现方法。
实现了柴油机各种测量参数的实时显示和综合性能指标、参数曲线的自动分析处理,提高了实验教学效率,取得良好的教学效果。
%Advanced test system can improve the operation and management level and the ability of experimental teaching of diesel.A comprehensive test system of diesel is developed using virtual instrument technology,in which the architecture and hardware system is introduced and software system is given through the example of experimental course of Performance Measurement and Analysis.Various measurement parameters of diesel are shown in real time,and the performance indexes and curves are automatically processed.The efficiency of experimental courses is improved and better result is obtained.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2012(010)005【总页数】5页(P12-15,23)【关键词】柴油机;测试实验;虚拟仪器;数据处理【作者】费景洲;石灵丹;马修真;高峰;路勇【作者单位】哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,哈尔滨150001;中国船舶重工集团公司712研究所,武汉430064;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TK42;TK427柴油机是常见的动力设备,在日常的生产生活中随处可见,在舰船等大型船舶动力装置中,柴油机占90以上[1]。
基于虚拟样机的胶印机虚拟试验及串墨初始相位优化
基于虚拟样机的胶印机虚拟试验及串墨初始相位优化李文威;陈南;殷国栋;解鹏程【期刊名称】《东南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(041)001【摘要】Taking the structural complexity of offset press into account, an approach of obtaining machine performance data by virtual experiments is presented. With SolidWorks, COSMOS/Motion and ADAMS as modeling platform, the virtual prototyping for individual printing unit of an offset press was constructed. The virtual experiments toward the virtual prototyping were performed in ADAMS, and the statics, kinematics and dynamics properties of the machine were obtained. Through the analysis of simulation results, the major source of the machine vibration was found out, and the characteristics of the exciting force in time and frequency domain were revealed as well, which directed following dynamic optimization of the offset press. Furthermore, in order to reduce the vibration from the ink vibrating mechanism, the design of experiments toward the initial ink vibrating phase angles of the ink vibrators was carried out, and the optimal solution was selected as the ultimate design plan. As a result, the exciting force from the ink vibrating mechanism is basically eliminated, which shows that our optimization is effective.%针对胶印机结构复杂的特点,提出基于虚拟试验获得胶印机整机性能数据的方法.以SolidWorks,COSMOS/Motion和ADAMS为虚拟样机建模平台,构建了某型胶印机印刷色组的虚拟样机模型.在ADAMS中对胶印机虚拟样机进行虚拟试验,获得了胶印机整机的静力学、运动学和动力学仿真数据.通过对虚拟试验数据的分析,明确了该型胶印机振动的主要来源及激振力的时域、频域特征,为胶印机的动态优化提供了参考.为了进一步降低串墨机构给整机带来的振动,进行了以4个串墨辊串墨运动初始相位为因素的试验设计,优选出了一组最佳的串墨初始相位搭配方案,基本上消除了串墨运动对整机的影响,取得了较好的优化效果.【总页数】6页(P101-106)【作者】李文威;陈南;殷国栋;解鹏程【作者单位】东南大学机械工程学院,南京,211189;东南大学机械工程学院,南京,211189;东南大学机械工程学院,南京,211189;东南大学机械工程学院,南京,211189【正文语种】中文【中图分类】TS803.6;TP391.9【相关文献】1.浅析单张纸胶印机之串墨机构 [J], 夏文2.胶印机串墨辊串墨特性研究 [J], 武吉梅;武秋敏3.胶印机串墨机构的动力分析 [J], 王仪明;赵吉斌;武淑琴4.胶印机串墨机构的动力分析 [J], 王仪明;赵吉斌;武淑琴5.胶印机串墨性能的仿真研究 [J], 余节约;刘真因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于虚拟样机的带式输送机的设计研究的开题报告
基于虚拟样机的带式输送机的设计研究的开题报告1. 研究背景带式输送机作为重要的连续输送设备,广泛应用于煤炭、电力、冶金、化工等领域。
目前,大多数带式输送机的设计和优化都是基于经验公式和试验数据进行的,制造企业在设计中常常遇到的问题是时间成本和成本高昂。
因此,通过建立虚拟样机来模拟带式输送机的运行和优化,可以实时优化设备设计和减少试验成本。
同时,由于虚拟样机具有高真实度和直观性,可以帮助生产企业创新设计,提高产品可靠性和安全性。
2. 研究目的本论文旨在设计和开发一种基于虚拟样机的带式输送机,探索虚拟样机在带式输送机设计和优化中的应用。
通过该虚拟样机,可以模拟带式输送机的运行和优化,进一步提高设计质量和生产效率,减少试验成本。
本研究的具体目标包括:1)建立一种基于虚拟样机的带式输送机的模型。
2)开发程序,实现带式输送机的动态仿真和优化设计过程。
3)通过与实际设备和试验数据进行验证,优化模型精度和稳定性。
4)研究虚拟样机在带式输送机设计和生产中的应用,并提出相应的建议。
3. 研究方法本研究采用以下方法:1)文献综述本研究通过查阅相关文献,了解带式输送机的设计和优化现状,并开展通过虚拟样机进行优化设计的研究。
2)建立虚拟样机本研究建立基于虚拟样机的带式输送机模型,利用MATLAB等编程软件编写程序进行设计、参数设置和运行仿真。
优化设计过程通过改变关键参数,如带速、传感器位置和功率等,从而实现带式输送机优化。
3)实验验证通过与实际设备和试验数据进行验证,优化模型精度和稳定性。
4)结果讨论本研究将探索基于虚拟样机的带式输送机设计和生产的优势,并提出建议。
4. 预期结果本研究预期可以建立基于虚拟样机的带式输送机模型,实现动态仿真和优化设计过程,提高设备设计质量和生产效率,降低试验成本。
同时,通过与实际设备和试验数据进行验证,优化模型精度和稳定性。
最终,本研究将探索虚拟样机在带式输送机设计和生产中的应用,并提出相应的建议。
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V i r t u a l e x p e r i me n t s a n di n i t i a l i n kv i b r a t i n gp h a s ea n g l eo p t i mi z a t i o n o f o f f s e t p r e s s b a s e do nv i r t u a l p r o t o t y p i n g
L i We n w e i ㊀C h e nN a n ㊀Y i nG u o d o n g ㊀X i eP e n g c h e n g
( S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,S o u t h e a s t U n i v e r s i t y ,N a n j i n g2 1 1 1 8 9 ,C h i n a )
6 ] 对印刷机离合压机 数进行模型优化; 齐元胜等 [
构的虚拟样机模型进行了运动学和动力学仿真, 根
7 ] 据仿真结果给出了机构改进建议; 周洪星 [ 进行
了胶印机串墨机构虚拟样机仿真, 得到了串墨辊运
8 ] 动的位移、 速度和加速度曲线. 杨栋等 [ 对某型胶
图1 ㊀某型单张纸高速四色胶印机
印机递纸机构进行了运动学仿真, 并据此反求了凸 轮从动件运动规律. 上述研究在机构的层次上进行虚拟样机建模 和仿真, 其研究成果对于胶印机关键机构的设计具 有指导作用. 但是, 将虚拟样机技术运用在胶印机 整机的分析和设计中, 国内还未见相关报道. 本文 通过构建胶印机单色组整机复杂系统的虚拟样机 模型, 并进行虚拟试验, 获得了胶印机整机较为全 面的动态性能数据, 为胶印机的动态优化提供了参 考; 另外, 针对串墨机构引起整机振动的问题, 对串 墨辊串墨运动初始相位进行了试验设计, 找到了一 组初始相位的最佳组合方案, 基本上消除了串墨运 动对整机的影响.
A b s t r a c t :T a k i n gt h es t r u c t u r a l c o m p l e x i t yo f o f f s e t p r e s si n t oa c c o u n t ,a na p p r o a c ho f o b t a i n i n g ,C O S MO S / Mo t i o n m a c h i n ep e r f o r m a n c ed a t a b yv i r t u a l e x p e r i m e n t s i s p r e s e n t e d .Wi t hS o l i d Wo r k s a n dA D A MSa s m o d e l i n gp l a t f o r m,t h ev i r t u a l p r o t o t y p i n gf o r i n d i v i d u a l p r i n t i n gu n i t o f a no f f s e t p r e s s w a s c o n s t r u c t e d .T h e v i r t u a l e x p e r i m e n t s t o w a r dt h e v i r t u a l p r o t o t y p i n gw e r e p e r f o r m e di nA D A MS ,a n dt h es t a t i c s ,k i n e m a t i c s a n dd y n a m i c s p r o p e r t i e s o f t h em a c h i n ew e r eo b t a i n e d .T h r o u g h t h ea n a l y s i s o f s i m u l a t i o nr e s u l t s ,t h em a j o r s o u r c eo f t h em a c h i n ev i b r a t i o nw a s f o u n do u t ,a n dt h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h ee x c i t i n gf o r c ei nt i m ea n df r e q u e n c yd o m a i nw e r er e v e a l e da s w e l l ,w h i c hd i ,i no r d e r t or e d u c e t h e v i b r a r e c t e df o l l o w i n gd y n a m i c o p t i m i z a t i o no f t h e o f f s e t p r e s s .F u r t h e r m o r e t i o nf r o mt h ei n kv i b r a t i n gm e c h a n i s m,t h ed e s i g no fe x p e r i m e n t st o w a r dt h ei n i t i a l i n kv i b r a t i n g p h a s ea n g l e s o f t h ei n kv i b r a t o r s w a s c a r r i e do u t ,a n dt h eo p t i m a l s o l u t i o nw a s s e l e c t e da s t h eu l t i m a t e d e s i g np l a n .A s a r e s u l t ,t h e e x c i t i n gf o r c e f r o mt h e i n kv i b r a t i n gm e c h a n i s mi s b a s i c a l l ye l i m i n a t e d ,w h i c hs h o w s t h a t o u r o p t i m i z a t i o ni s e f f e c t i v e . K e yw o r d s :o f f s e t p r e s s ;v i r t u a l p r o t o t y p i n g ;v i r t u a l e x p e r i m e n t s ;i n kv i b r a t i n gm e c h a n i s m;o p t i m i z a t i o n ㊀㊀现代胶印机日益朝高速化方向发展, 其动态性 能逐渐成为衡量胶印机设计质量的关键指标. 为验 证胶印机设计方案是否满足动态性能要求, 需要全 面了解样机的动态特性. 胶印机结构复杂, 实物样 机测试受操作空间限制, 只能取得部分位置的测试 数据, 难以全面获得整机动态特性. 虚拟样机 ( v i r t u a l p r o t o t y p i n g ) 是在计算机上 建造的产品数字模型, 通过对虚拟样机进行虚拟试
机) 设 计 中 应 用 的 研 究, 主 要 集 中 在 2个 方 面: 印 刷 机 )虚 拟 样 机 设 计 平 台 的 开 ① 胶印 机 ( [ 34 ] ; 印刷机) 仿真 发 ② 基于虚拟样机的胶印机(
58 ] 5 ] 与优化 [ . 张峻岭等 [ 基于印刷机送纸机构虚拟
样机模型, 分析了载纸板的位移、 速度、 加速度以及 载纸板下座受力特性, 并结合试验设计找到关键参
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1- 0 5 0 5 . 2 0 1 1 . 0 1 . 0 2 0
基于虚拟样机的胶印机虚拟试验及串墨初始相位优化
李文威㊀陈㊀南㊀殷国栋㊀解鹏程
( 东南大学机械工程学院,南京 2 1 1 1 8 9 )
摘要:针对胶印机结构复杂的特点, 提出基于虚拟试验获得胶印机整机性能数据的方法. 以 S o l i d Wo r k s , C O S MO S / Mo t i o n 和A D A MS为虚拟样机建模平台, 构建了某型胶印机印刷色组的 虚拟样机模型. 在A D A MS中对胶印机虚拟样机进行虚拟试验, 获得了胶印机整机的静力学、 运 通过对虚拟试验数据的分析, 明确了该型胶印机振动的主要来源及激振 动学和动力学仿真数据. 力的时域、 频域特征, 为胶印机的动态优化提供了参考. 为了进一步降低串墨机构给整机带来的 振动, 进行了以 4个串墨辊串墨运动初始相位为因素的试验设计, 优选出了一组最佳的串墨初始 相位搭配方案, 基本上消除了串墨运动对整机的影响, 取得了较好的优化效果. 关键词:胶印机; 虚拟样机; 虚拟试验; 串墨机构; 优化 中图分类号:T S 8 0 3 6 ;T P 3 9 1 9 ㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号: 1 0 0 1 - 0 5 0 5 ( 2 0 1 1 ) 0 1 0 1 0 1 0 6
1 2 ㊀胶印机虚拟样机建模 基于 S o l i d Wo r k s , S o l i d Wo r k s 多刚体动力学仿 O S MO S / Mo t i o n和 A D A MS建立胶印机 真插件 C 第 1色组递纸机构和第 2色组整机的虚拟样机. 胶 印机虚拟样机建模包括 2部分内容. 1 )建立胶印机三维 C A D装配体模型 在S o l i d Wo r k s 中建立精确的从零件、 子装配 A D 模型. 胶印 体直到全局装配体的胶印机三维 C 机零件众多, 单个色组的零件总数约为 50 0 0个. 为降低建模和仿真难度, 必须采用子装配法缩减模 型规模. 按照运动关系, 将彼此没有相对运动的零 部件组合为子装配体, 再以各子装配体为基础装配 成总装配体. 由于总装配体中, 各子装配体均被视 为一个整体, 实际上相当于缩减了模型规模. 2 )建立胶印机多刚体虚拟样机模型 A D 全局装配体模型的基础 在胶印机三维 C 上, 按照胶印机各部件的实际约束关系, 在部件间 加入适当的约束副, 建立胶印机多刚体虚拟样机模 型. 在C O S MO S / Mo t i o n 环境下完成胶印机虚拟样 机建模, 其中, 胶印机各部件之间的固定连接以及 地面对机架的支撑用固定副模拟; 对各印刷滚筒、 水辊、 非串动墨辊、 转轴施加旋转副约束; 对串墨辊 施加圆柱副约束; 凸轮与滚子之间施加曲线与曲线 接触约束; 依据传动比在转动副之间加入运动耦合 约束定义运动驱动关系. 保存构建的胶印机 C O S MO S / Mo t i o n 虚拟样机模型为 A D A MS格式, 并在 A D A MS / V i e w中读入以供后续的详细分析使用. 胶印机第 1色组递纸机构和第 2色组整机的 A D