数字样机技术的应用(IJWMT-V1-N1-2)

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数字样机分类

数字样机分类

数字样机分类数字样机是科技发展的结果,根据数字化设计的数学模型逐层逼近并精准加工而成,该技术被广泛应用于工业设计领域。

数字化设计为工业设计带来了革命性的变化,减少了传统手工技艺的繁琐过程,提高了工业设计的效率和精度,创造出了更多卓越的设计作品。

数字样机是数字化设计的成果之一,是从设计文件中产生的物理模型。

数字样机通常是由3D打印机制造而成,可以呈现出精确的模型的多个方面、形状和比例。

数字样机主要有以下几个分类:第一类:快速成型数字样机快速成型数字样机是最先生产的数字样机类型之一。

它采用增材制造技术,利用CAD (Computer-Aided Design)图形文件进行3D打印。

快速成型数字样机是通过添加材料而制造的物理模型。

通常使用的3D打印技术包括: FDM(熔丝沉积建模)、SLA(光固化建模)、SLS(选择性激光烧结)、DLP(数字光刻)和PolyJet等。

第二类:激光切割数字样机激光切割数字样机又称为二维数字样机。

它是一种基于纸板或其他类似材料的切形状的数字样机。

该数字样机可通过简单的板材设计制造,并可通过带有激光割线的计算机控制器进行切割。

第三类:数字雕塑版数字雕塑版是一种沉积式制造数字样机,利用石膏型来制造物理模型。

该数字样机一般是为雕刻、纹理和表面质量等复杂形状的设计提供的。

数字雕塑版可使用先进的CAD软件进行设计,同时可以使用高速摄影机来捕捉物理模型的动作。

第四类:数字模具数字模具是一种采用CAD图形作为计算机程序的数字样机,应用于模具的开发。

数字模具可以大大缩短模具的开发周期,并提高模具的精度和质量。

数字模具的制造通常使用FDM制造。

由于数字模具具有高精度、高稳定性和可靠性,因此成为现代制造业的一个重要组成部分。

第五类:表面样机表面样机主要应用于为工业产品制造表面材料,例如模拟汽车内饰、家具和电子产品外壳等。

表面样机可以为设计者提供非常精细的细节,并且可以与零部件进行特定设计以确保紧密接合。

数字样机在我国飞机设计中的应用与发展思路

数字样机在我国飞机设计中的应用与发展思路

数字样机在我国飞机设计中的应用与发展思路飞机数字化设计已在国内某些飞机的局部设计中开始应用,但飞机全机采用三维全数字设计则尚无先例。

中国航空工业第一集团公司所属的西安飞机设计研究所用1年多的时间,解决了飞机全机三维数字化设计的重大技术关键,成功地攻克了飞机全机三维外形建模的难关,建立了三维外形数模,实现了结构、管路、系统的三维设计、三维协调、三维预装配生成全机数字样机的历史性突破。

我国首架飞机数字样机的问世,标志着西安飞机设计研究所的设计水平已基本进入数字化设计阶段,该成果为“十五”期间的以“全机、全过程、全数字化”为技术特征的飞机设计应用,实现飞机研制生产从以模拟量传递为主转变到以数字量传递为主,从采用物理样机协调为主转变到采用数字样机协调为主作了一定的技术准备;为我国航空行业由传统的飞机研制模式向数字化设计制造的现代化研制模式的转变奠定了基础。

1、实现三维外形建模和全机数字化样机设计多年来,由于坚持数字化技术的基础设施建设和应用技术研究,全所的数字化设计环境有了很大改善,数字化技术的应用水平也有很大提高。

1999年,在某型飞机研制正式批准立项后,经过认真细致的调研,全面分析了国内外数字化技术的应用状况和水平,最终决策在型号研制中全面采用三维数字化飞机设计技术。

通过1年的艰苦攻关,我所率先在国内的飞机研制中采用并行工程和无纸设计技术,实现了三维外形建模、三维结构设计、结构件和主要飞机系统件的预装配,最终建成了5万多个零组件、43万多个标准件、可全面应用于生产的全机数字样机。

经过制造的全面检验,证明采用数字样机可缩短60%的设计周期,提高了设计质量,减少了40%的设计反复。

原设计周期为2年6个月,现仅用了1年的时间就全面完成了发图任务。

全数字化设计的飞机首飞成功后,经统计,原有同等规模的飞机在制造过程中约有工程更改单7000张左右,在采用了数字化设计手段后,工程更改单减少到了1082张。

结构件和机加件的生产,由于在数字样机阶段就作了全面协调,在生产中都是一次制造成功,装配到位,没有出现大的返工。

数字样机在汽车电器系统上的应用

数字样机在汽车电器系统上的应用

数字样机在汽车电器系统上的应用随着汽车电子科技的不断发展,数字样机(Digital Mock-Up,DMU)作为一种新型技术,也逐渐在汽车电器系统上得到应用。

数字样机是运用计算机三维模拟技术,对设计及零部件进行模拟、分析和优化,以达到降低成本和提高产品质量的效果。

那么,在汽车电器系统中,数字样机有何作用?本文将从以下几个方面展开阐述。

一、数字样机在汽车电器零部件设计中的应用在汽车电器零部件设计中,数字样机的应用主要表现在以下两个方面:1.电器系统零部件拟合分析在数字样机中,我们可以将设计好的零部件拟合在一起进行分析,以查看它们是否在实际应用过程中能够正常工作。

例如:发电机与发动机的拟合、电池与发动机的拟合等等,以便发现并解决潜在的问题。

2.针对零部件形态的优化数字样机能够对零部件的结构进行分析并优化,以达到提高零部件的质量和降低零部件成本的效果。

例如:更改线束的布局、优化电控单元的组件位置等等。

二、数字样机在汽车电子系统开发中的应用汽车电子系统开发中,数字样机的应用也非常广泛,主要体现在以下几个方面:1.电子电线束优化电子电线束是汽车电子系统中重要的组成部分,它们需要高度精确的拟合和安装,以确保性能的稳定性和可靠性。

数字样机能够帮助设计师在设计电线束时,优化电线束的长度、位置和安置方式,从而降低制造成本,提高设计效率。

2.汽车电子系统图表设计数字样机能够提供3D设计和制造方案,为设计师提供更准确和可视化的系统图表设计。

在数字样机上,设计师可以进行交互式设计,更快速有效地设计和完善电子系统图表。

三、数字样机在汽车电器系统装配过程中的应用在汽车电器系统的装配过程中,数字样机也能够发挥出很大的作用。

1.检查零部件的装配过程通过数字样机的模拟,我们可以很好地模拟出零部件的装配过程,以检查模型的装配准确度和性能是否符合要求。

同时,在模拟的过程中,能够更快地发现潜在的拆卸和装配问题,提高安装工作的效率。

2.优化装配工艺流程通过数字样机的模拟,我们可以更好地优化装配过程的流程和步骤,以提高装配过程的效率和质量。

CATIA数字样机

CATIA数字样机

CATIA数字样机CATIA(Computer Aided Three-dimensional Interactive Application)数字样机是一种CAD(计算机辅助设计)软件。

它具有强大的建模及设计能力,广泛应用于汽车、航空航天、船舶等工业领域。

本文将介绍CATIA数字样机的应用及其在制造行业中的重要作用。

一、CATIA数字样机简介CATIA数字样机是一种基于计算机辅助设计(CAD)的工具,它可以帮助设计师快速建立并修改三维模型。

它提供了丰富的功能和工具,使得设计师能够完整展示产品的外观和结构细节。

这在产品设计和开发过程中起到了至关重要的作用。

二、CATIA数字样机在汽车工业中的应用1. 汽车外观设计通过CATIA数字样机,汽车设计师可以根据客户需求快速生成三维模型,并进行修改和优化。

这有助于设计师更好地理解设计概念,提高设计效率。

同时,数字样机可以模拟不同光照条件下的效果,帮助设计师做出更准确的外观设计决策。

2. 汽车结构设计CATIA数字样机不仅可以用于汽车外观设计,还可以用于汽车结构设计。

它可以帮助设计师进行虚拟装配和碰撞测试,验证汽车零部件的可靠性和安全性。

这大大缩短了产品开发周期,并减少了制造成本。

3. 汽车模拟与分析CATIA数字样机还具有强大的模拟和分析能力。

它可以模拟汽车在不同条件下的运行情况,包括动力学、风阻、悬挂系统等。

设计师可以通过数字样机对汽车进行性能优化,提高产品的市场竞争力。

三、CATIA数字样机在航空航天工业中的应用1. 飞机设计CATIA数字样机在飞机设计中起到了至关重要的作用。

设计师可以使用数字样机进行飞机结构和外观的建模和优化。

数字样机还可以帮助设计师进行虚拟装配和碰撞测试,确保飞机的结构和安全性。

2. 航空发动机设计CATIA数字样机可以帮助航空发动机设计师进行三维建模和优化。

数字样机可以模拟不同工况下的发动机性能,并进行性能优化。

这有助于提高发动机的燃烧效率和推力,减少燃料消耗。

虚拟样机技术在轨道车辆设计中的应用

虚拟样机技术在轨道车辆设计中的应用

虚拟样机技术在轨道车辆设计中的应用发布时间:2023-02-15T07:26:49.882Z 来源:《中国建设信息化》2022年19期作者:王大鹏何艳[导读] 随着全球化市场竞争的加剧,工业领域的企业一直在寻找可以减少产品设计时间和成本的方法。

高性能的“数字样机”取代昂贵的“物理样机”将成为不可抵挡的趋势。

王大鹏何艳中车唐山机车车辆有限公司,河北,唐山 063035摘要:随着全球化市场竞争的加剧,工业领域的企业一直在寻找可以减少产品设计时间和成本的方法。

高性能的“数字样机”取代昂贵的“物理样机”将成为不可抵挡的趋势。

通过物理样机检验各部件的设计性能及部件间的兼容性,并检验整机的设计性能。

虚拟样机就是通过构造一个数字化模型来完成物理样机的功能。

通过虚拟样机分析出系统的工作性能,并能方便地改进和优化设计,节约时间和费用,实现高质量、快速、低成本的设计。

关键词:轨道交通;虚拟样机;应用;高效;人机工程1.虚拟样机技术概述1.1虚拟样机虚拟样机是基于计算机技术建立的,用于代替物理样机进行评审以获取最优设计方案的等效数字模型,它能象物理样机一样够反映实际产品的特性,包括外观、空间关系以及人机工程分析等。

1.2虚拟样机技术虚拟样机技术是基于虚拟样机的综合多学科的数字化设计方法。

虚拟样机技术以机械系统为核心,通过成熟的三维计算机图形技术和基于图形的用户界面技术,将零部件设计和分析技术集成在一起,提供一个全新的产品设计方法。

通过设计中的反馈信息不断地指导设计,最终生成最优的产品.1.3虚拟样机工程复杂产品的虚拟样机技术也称为虚拟样机工程,涉及到仿真工程全生命周期中相关的人员/组织、管理和技术的集成和优化,是一项复杂的系统工程,它对传统产品开发方法、技术、工具等方面的研究、开发和应用提出了新的挑战。

2.虚拟样机技术的特点2.1全新的研发模式。

虚拟样机技术从系统角度实现了产品的优化,在产品的概念设计阶段就可以迅速地分析、比较多种设计方案,并通过可视化技术设计产品,直至获得最优工作性能。

数字样机定义(一)

数字样机定义(一)

数字样机定义(一)数字样机定义什么是数字样机?数字样机是一种使用计算机技术模拟物理样机的工具。

它可以通过软件模拟出产品的外观和性能,并提供实时的视觉效果和交互功能。

数字样机的定义1.基本定义:数字样机是利用计算机软件和硬件模拟出产品实体形态和性能的虚拟样机。

–理由:数字样机通过快速、准确地模拟产品样机,在产品设计和开发过程中起到了重要的作用。

它可以减少开发成本和时间,在设计阶段排除潜在问题,并提供更真实的用户体验。

2.CAD定义:数字样机是基于计算机辅助设计(CAD)技术创建的虚拟产品模型。

–理由:数字样机是由CAD软件生成的,通过对模型进行几何学和物理学建模,可以准确地预测产品的性能和行为。

它可以帮助设计师快速迭代设计,提高产品质量和市场竞争力。

3.交互性定义:数字样机是具备交互功能的虚拟产品模拟器。

–理由:数字样机可以通过用户界面和交互操作,模拟产品的使用场景和操作方式。

它可以帮助设计师、工程师和用户更好地理解和评估产品的功能和性能,在产品设计和用户体验优化方面发挥重要作用。

4.三维可视化定义:数字样机是实现产品三维可视化的虚拟模型。

–理由:数字样机通过在计算机上呈现产品的三维模型,帮助设计师和用户更好地理解产品的外观、结构和构造。

它可以帮助设计师进行产品外观设计和风格表达,并提供更直观的产品展示和推广的手段。

相关书籍简介以下是几本与数字样机定义相关的书籍,它们深入阐述了数字样机的概念、应用和技术。

1.《Digital Prototyping and Manufacturing: VirtualPrototyping Using CAD/CAE Software》–作者:Yong Chen, David Zhang–简介:本书介绍了数字样机在产品设计和制造中的应用。

它详细讲解了CAD/CAE软件的使用技巧,介绍了数字样机的概念和工作原理,并提供了实际案例和实践指南。

本书适合从事产品设计和制造的工程师和研究人员阅读。

数字样机全生命周期研究综述

数字样机全生命周期研究综述

数字样机全生命周期研究综述
李永超;钟小兵;鲁强;陈龙
【期刊名称】《工程与试验》
【年(卷),期】2024(64)1
【摘要】数字样机的问世在几何属性和功能特性方面取代了传统的物理样机,有效减少了产品在试制环节不必要的重复试验,从而降低了生产成本,显著减少了时间投入,并提高了产品质量。

本文简要介绍了数字样机的概念、国内外数字样机研究现状及数字样机发展的1.0和2.0特性,从产品的全生命周期角度分析了数字样机各个阶段的应用,重点介绍了数字样机在产品设计阶段及使用维护阶段的关键作用,最后阐述了当前数字样机技术发展面临的挑战及未来发展前景。

本文的论述为数字样机的设计人员提供了参考。

【总页数】6页(P28-33)
【作者】李永超;钟小兵;鲁强;陈龙
【作者单位】西南技术物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TH164
【相关文献】
1.数字样机在核工业设备全生命周期的应用研究
2.船舶数字孪生及其服务全生命周期研究综述
3.面向制造企业全生命周期的数字孪生研究综述
4.船舶数字孪生及其服务全生命周期研究综述
5.复杂产品虚拟样机全生命周期管理系统研究
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基于虚拟现实的数字样机若干关键技术研究与应用共3篇

基于虚拟现实的数字样机若干关键技术研究与应用共3篇

基于虚拟现实的数字样机若干关键技术研究与应用共3篇基于虚拟现实的数字样机若干关键技术研究与应用1随着科技的不断发展,计算机科学与互联网技术日益成为重要的科学领域。

其中,虚拟现实(VR)技术是近年来备受瞩目的一种技术。

它通过计算机生成的虚拟环境,使人们感受到身临其境的感觉,如游戏、电影、教育等方面都有广泛的应用。

本文将着重探讨基于虚拟现实的数字样机的若干关键技术研究与应用,因为它在制造业中有着重要的作用。

1. 概述数字样机是一种通过计算机模拟物理现象而生成的实体模型。

因此,它可以用于设计原型,从而帮助制造者更好地理解产品的构造。

目前,数字样机已被广泛应用于制造业,它的应用使得制造商能够减少成本,加快产品交付速度,提高产品质量等。

2. 基于虚拟现实的数字样机技术虚拟现实技术可以使数字样机更加逼真。

利用虚拟现实技术,可以将一个产品从三维空间转换为虚拟现实中的物体。

其中的优势是,可以在产品开发和制造组装的早期阶段检查和诊断潜在的设计和制造问题。

3. 基于虚拟现实的数字样机的设计过程基于虚拟现实的数字样机的设计过程是一个由多个阶段组成的迭代流程,它包括设计、制造、测试和验证。

1)设计在设计阶段,设计人员将设计数据导入虚拟现实软件中,以生成三维模型。

2)制造一旦设计完成,需要将三维模型转换为数字模型(Stereolithography STL,一种数字制造过程),以便进行建模和制造模型。

利用此方法制造出的数字模型可用于信任验证、属性测试和性能试验等方面。

3)测试和验证在制造过程中,需将数字模型作为基础产品,创建一个虚拟环境,将生产和组装工艺变为虚拟现实中的数据流。

在测试和验证阶段,通过虚拟环境模拟产品的使用中的物理环境和情况,以评估产品的安全性和可靠性。

4. 基于虚拟现实的数字样机的应用基于虚拟现实的数字样机已被广泛应用于许多领域,如设计,建筑、制造业、教育和医疗。

这些领域的应用可以更准确地检测产品的设计和性能,提高制造效率,节省制造成本。

分析数字样机在飞机设计中的应用

分析数字样机在飞机设计中的应用

分析数字样机在飞机设计中的应用摘要:飞机数字化设计在国内部分飞机局部设计中已经得到广泛的应用,但是飞机全机采用三维全数字设计相关研究还缺少案例和研究经验的支持。

在设计过程中对飞机全机三维数字化设计关键技术加以研究,最终解决了难题,建立了三维外形数模。

本文围绕数字样机设计应用与传统飞机制造模式的差异分析,并结合数字样机设计应用要求以及具体应用体现,分别展开探讨。

关键词:数字样机;三维数字化技术;数字孪生引言:目前是以信息技术革命为中心的知识经济时代,各航空科研院所、集团企业认识到时代的变化需要重新定位战略目标,抓住时代机遇,实现技术革新和再创造,增强自身核心竞争实力。

结合十六大报告提出的发展理念:“要坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走出一条新型工业化之路。

”在外部经济发展形势下,开创了中国飞机全机规模数字样机,解决了三维数字化设计技术难关,预示着我国飞机设计水平进入了数字化设计阶段,与国际飞机设计手段相接轨,为我国传统飞机制造模式向着数字化设计制造模式转变,奠定了发展基础。

一、传统飞机设计制造模式与全机数字化样机设计对比分析从飞机数字化研制模式分析,我国自航空航天工业事业建设开始,始终受限于传统飞机设计制造方式和工具,难以达到国际飞机设计研制的先进水平。

如我国手工图纸设计、手工操作机械加工方法,也可以统称为模线样板法。

操作过程是由图纸、模线样板、样件、工装模具夹具、产品等多个设计环节构成,其本质是基于模拟量传递的产品研制方法,围绕这种研制方法,才能开展一起飞机工厂活动,不仅耗时长,工作效率也慢,严重影响着航空企业设计技术的进步。

因此,需要对传统产品研制过程进行改革创新,利用先进的技术替代传统手工设计方法,以数字化技术为基础进行设计和研究,利用计算机软硬件设施以及网络技术,实现产品设计、制造和管理,在网络和计算机的辅助下建立飞机数字化模型,模拟飞机设计、分析、装配和制造等过程。

数字化设计制造技术是实现集团飞机设计目标的先进技术手段,可以贯穿集团生产全过程,从生产线设备布置、生产线的匹配、物料配送和成本核算等多方面,通过数字化设计制造技术大幅度提高生产效率和质量,增强集团设计研发能力,省去了大量的模线、样板、样件和工装等模拟量传递工具,体现出研发周期短、产品优质、生产高效、成本较低等优势,彻底改变了传统飞机工程设计制造繁琐的过程以及技术、工具应用体系。

数字样机在汽车电器系统上的应用

数字样机在汽车电器系统上的应用

数字样机在汽车电器系统上的应用伍昆;陈晶【摘要】介绍数字样机的概念以及在汽车电器系统上的应用,结合其技术特点和优势,总结对车型开发的经济优势以及对整个车型开发周期的贡献.【期刊名称】《汽车电器》【年(卷),期】2013(000)008【总页数】2页(P1-2)【关键词】数字样机(DMU);电器系统;三维数据运动校核【作者】伍昆;陈晶【作者单位】奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖241009;奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖241009【正文语种】中文【中图分类】U463.6761 数字样机的概念数字样机(DMU: Digital Mock-Up)技术被很多人片面地理解为就是通过三维模型将零部件装配在一起,其实,实现三维装配是实现数字样机最基本的一步。

根据欧洲高级信息化技术组织的定义:“数字样机DMU是对产品的真实化计算机模拟,满足各种各样的功能,提供用于工程设计、加工制造、产品拆装维护的模拟环境;是支持产品和流程、信息传递、决策制定的公共平台;覆盖产品从概念设计到维护服务的整个生命周期。

” 由此可见,数字样机技术主要是指在计算机平台上,通过三维CAD/CAE/CAM软件,建立完整的产品数字化样机,组成电子化样机的每个部件除了准确定义三维几何图形外,还赋有相互间的装配关系、技术关联、工艺、公差、人力资源、材料、制造资源、成本等信息。

2 数字样机的特点和功能数字样机应具有从产品设计、制造到产品维护各阶段所需的所有功能,为产品和流程开发以及从产品概念设计到产品维护整个产品生命周期的信息交流和决策提供一个平台。

数字样机技术,不只是单纯的3D装配,具有以下的功能和特点。

1)协同设计中提供的大量工具(如添加注释、超级链接、制作动画、发布及网络会议功能),使得所有涉及数字样机检查的团队成员可以很容易地进行协同工作。

2)优化设计能够生成零部件或装配件的几何描述替代体,以减少模型数据量,或更好地满足特定应用的特殊要求。

数字信号处理技术在电子信息工程中的应用_2

数字信号处理技术在电子信息工程中的应用_2

数字信号处理技术在电子信息工程中的应用发布时间:2021-08-11T16:48:56.860Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷3月第9期作者:赵书鹏[导读] 现阶段,随着社会的发展,我国的数字化建设的发展也有了很大的改善。

数赵书鹏大雁公司(宝日希勒能源)公司扎尼河露天矿内蒙古呼伦贝市 021122摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的数字化建设的发展也有了很大的改善。

数字信号技术具有多种优势,近年来社会各个领域越来越关注并积极应用数字技术,以此推动行业发展。

电子信息工程当中对数字信号的应用主要是在短波通信、移动机器人以及软件无线电当中进行具体运用,在实际应用当中,必须要坚持客观性、科学性以及绿色环保型原则,促使数字信号技术能够充分利用自身各种优势来推动电子信息工程的进步与发展。

关键词:数字信号处理技术;电子信息工程;应用前言:目前,人们的生活水平不断提升,在社会与生活中电子信息技术得到了更加广泛的应用,要想从根本上保证电子信息工程的健康长远发展,相关的工作人员就要合理的利用数字信号处理技术,对图像及视频利用不同的处理手段表现处理。

要想达成这一一目标,就要对电子信息工程的现状进行分析,并结合相应的数学信号技术,使电子信息工程的使用更加普遍化。

一、数字信息处理技术及其应用原则数字信息处理技术是利用相应的处理器将模拟信号转变为数字信号,从而完成数字信号处理。

数字信号处理器是一种专用的信号处理设备。

主要是将采集到的原始数据信号发送至数字信号处理器,然后再进行过滤、采样处理和信号传输,最后再根据实际的需要完成对信号的转换和使用。

数字信息处理技术具有较广的适用性,且信号处理的准确性高。

该技术能够根据设定的算法过滤无效数据,剔除无效数据的干扰,将有效信息转换为数字信号,且具有较好的稳定性。

数字信号处理技术在医疗卫生、雷达探测、自动化工程、航空航天等领域的全面推广和应用,为我国社会经济的长期可持续发展奠定了坚实的基础。

数字样机技术在复杂产品工程设计中的应用研究

数字样机技术在复杂产品工程设计中的应用研究

数字样机技术在复杂产品工程设计中的应用研究作者:何梅冀艳丽来源:《中国科技博览》2015年第15期[摘要]本文首先讲述了虚拟样机技术的概念,然后介绍了虚拟样机技术的特点,接着介绍了应用现状,最后介绍了虚拟样机技术在机械领域的应用。

[关键词]数字样机技术,工程设计,应用研究中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0382-01一、前言数字样机技术是使用数字代替实物进行产品数字化设计的技术。

使用数字样机能够快速灵活的进行设计,而且更加有真实感。

并且能够缩短研发周期,降低成本。

二、虚拟样机技术的概念虚拟样机技术是一种通过综合运用计算机辅助设计中先进的建模、信息管理和多领域仿真等对产品进行设计和分析的方法。

利用虚拟样机技术建立产品计算机模型,对模型进行仿真分析,根据分析结果指导产品的后续研发以及产品的改进设计;同时可以分析机械产品在不同应用环境下的整体性能,进而对产品的质量性能进行评价。

在以往的机械产品研发过程中,对方案进行论证、根据经验进行初步的设计、后续的细节进一步修正或改进设计等一系列流程总是在不断的循环讨论当中。

为了验证设计是否合理、可行,功能能否实现,还需要对物理样机进行多次的测试实验,根据实验结果,再对产品的设计方案进行改进,同时再次制造或改进物理样机进行实验以达到设计的要求。

在机械产品设计和研发中应用数字化的虚拟样机技术改变了产品设计→样机建造→测试评估→反馈设计的传统设计流程,避免了物理样机的生产及其修改加工,节约了设计研发成本。

通过数字化的计算机辅助设计技术,可迅速缩短产品开发周期,同时也有利于不同设计工作的协同进行。

三、虚拟样机技术的特点机械产品的设计是一个不断的循环过程。

为了验证设计方案是否合理,需要制造样机进行性能测试,但设计过程中往往需要对设计及样机进行多次改进,才能获得符合要求的设计方案,这种设计方法往往耗时、耗力、耗物。

利用虚拟样机技术对机械产品进行的设计研发是一个并行的过程。

新产品样机试制过程数字化关键技术研究与应用

新产品样机试制过程数字化关键技术研究与应用

新产品样机试制过程数字化关键技术研究与应用近年来,随着数字化技术的快速发展,数字化关键技术在新产品样机试制过程中得到越来越广泛的应用。

数字化关键技术不仅能够提高新产品试制的效率和精度,还可以降低成本和风险,让企业更快地抢占市场先机。

数字化关键技术在新产品样机试制过程中的应用包括以下几个方面:1. 3D打印技术3D打印技术是将数字化设计数据通过计算机控制打印头将材料层层堆积造型,从而制造出3D实体的新型制造技术。

该技术具有高效、低成本、生产灵活等优点,可以极大提高新产品样机制造的效率和精度。

2.虚拟现实技术虚拟现实技术是利用计算机生成的三维场景,让用户可以在虚拟世界中与物体进行交互的技术。

这个技术可以在试制过程中通过虚拟实验来检查产品的设计方案,节省了样机制造的时间和成本,同时还能够更好地保护知识产权。

3.材料计算与仿真技术材料计算与仿真技术是利用数字化技术对材料的力学性能进行计算和仿真,从而指导材料的选择和合成过程。

这个技术可以快速、精确地模拟产品的材料性能,从而降低样机试错的风险和成本。

4.数据管理与协同平台数据管理与协同平台是基于云计算等技术开发的数字化管理工具,可以实现数据的远程存储、共享、调度和监控。

这个技术可以让跨地域、跨部门的团队协同进行新产品样机制造,从而提高整体效率和降低成本。

数字化关键技术的应用不仅可以提高新产品样机制造的效率和精度,还可以降低成本和风险。

企业在试制新产品时,可以更快地从试错中学习并优化设计方案,从而加快产品的研发速度,提高市场竞争力。

但同时应注意数字化技术的实际应用效果,以及不断繁杂的维护成本,适时地缩小笔者提出的四个方面技术使用范围。

数字样机开发的关键技术

数字样机开发的关键技术

数字样机开发的关键技术一、前言数字样机技术又叫做虚拟样机技术,是随着计算机技术发展而新起的技术。

是对机械产品进行建模装配等的相关技术,企业的发展有着重要作用。

二、数字样机的概念数字样机(DigitalPrototype )是相对于物理样机的概念,是一个能够考察产品的外形、装配性、可加工性以及功能能特性的三维数字模型。

而数字化样机(DigitalPrototyping )是开发和应用数字样机的过程,是在产品开发的数字阶段,使用数字样机进行设计、优化、分析、模拟、数据管理乃至市场宣传的技术解决方案。

可以说,由于数字信息化的技术和手段在产品生命周期的各个环节中应用地越来越广泛,数字化样机所带来的价值已经远远超出了原本的产品设计、测试阶段,其影响力已经逐渐扩散到了产品生命周期的各个环节。

数字化样机强调将产品整个生命周期的模型实现数字化,而不仅仅是最终产品的数字化。

数字样机贯穿了从产品的概念设计(工业设计)、工程设计(基于三维CAD和二维CAD勺双向集成,机电软件混合设计等技术)、工程分析(虚拟仿真)、市场推广(动画和3D 广告制作)勺全过程。

基于实物物理样机勺传统设计开发试验研制方法,将在很大程度上被基于数字计算机勺三维数字化虚拟样机技术所取代。

目前,关于数字样机尚无统一定义,以下描述仅供参考。

狭义数字样机:从计算机图形学角度出发,认为数字样机是利用虚拟现实技术对产品模型的设计、制造、装配、使用、维护与回收利用等各种属性进行分析与设计,在虚拟环境中逼真地分析与显示产品的全部特征,以替代或精简物理样机。

广义数字样机:从制造的角度出发,认为数字样机是一种基于数字计算机的产品描述,从产品设计、制造、服务、维护直至产品回收整个过程中全部所需功能的实时计算机仿真,通过计算机技术对产品的各种属性进行设计、分析与仿真,以取代或精简物理样机。

我国航空制造业对数字样机作了如下较为完整的描述:数字样机是对产品的真实化、集成化的虚拟仿真,用于工程设计、干涉检查、机构仿真、产品拆装、加工制造和维护检测等模拟环境,它需要具备集成化造型、可视化、功能检测、产品结构和配置管理等完整的功能,并为数据管理、信息传递和决策过程等三大领域提供方案。

数字样机的概念

数字样机的概念

数字样机的概念
数字样机(Digital Prototype)是一种基于计算机技术的虚拟模型,用于模拟和测试产品的设计、功能和性能。

它是一种数字化的产品表示,能够在计算机上进行模拟、分析和验证,以帮助设计师和工程师更好地理解和优化产品的设计。

数字样机的主要作用是在产品开发的早期阶段,通过计算机模拟来预测和验证产品的性能和功能,从而减少物理样机的制作和测试次数,降低产品开发成本和周期。

数字样机可以包括产品的三维模型、材料属性、力学模型、运动学模型、热力学模型等信息,可以进行静态分析、动态分析、疲劳分析、振动分析、热力学分析等多种类型的分析。

数字样机的制作过程通常包括以下步骤:
1. 产品设计:根据产品的需求和设计要求,创建产品的三维模型和相关的工程数据。

2. 模型构建:将三维模型和工程数据导入到数字样机软件中,构建数字样机模型。

3. 模型验证:对数字样机模型进行验证,确保模型的准确性和可靠性。

4. 模型分析:对数字样机模型进行各种类型的分析,如静态分析、动态分析、疲劳分析等,以预测和验证产品的性能和功能。

5. 模型优化:根据分析结果对数字样机模型进行优化,以提高产
品的性能和功能。

6. 结果输出:将分析结果输出为报告、图表、动画等形式,以便
设计师和工程师更好地理解和优化产品的设计。

数字样机技术已经广泛应用于航空航天、汽车、机械制造、电子、医疗器械等领域,在产品设计和开发中发挥着重要的作用。

数字样机技术在复杂产品工程设计中的应用研究

数字样机技术在复杂产品工程设计中的应用研究
计、 后续 的细节进 一步修 正或改 进设计等 一系列 流程总是在 不断 的循环讨 论 当 中。 为 了验证 设计 是否合 理 、 可行 , 功 能能否 实现 , 还 需要对 物理 样机 进行 多次
的准备 工作要 花费 数周 时间 ; 而 利用虚 拟维 护系统 , 在
几 天内就 可以将模 型转换成 虚拟 维修模型 , 在一周 内就 可以将详 细的分 析结果
返回到设 计组 。 通过 利用 数字 样机技术 , 极 大地改善 了维修 性设计 技术手段 , 该 公司提 出在 以后 的飞 机维修 性设 计 与分析 中要 广 泛采用 数字 样机 技术 。 五, 虚拟 样机 技术 在机 械领 域的 应用 产 品的设计 流程 包含 结构设 计 、 结构有 限元 分析 、 系统 运动 学与动 力学 分 析、 控制 系统设 计 、 虚拟 样机作 业过程 模 拟 、 系统稳 定性 与安全 性评 价 、 系统 故 障预测及 冗余设计 等 。 该设计 过程在设 计初期 就充分 考虑结 构系统与 控制 系统 的相互耦 合作 用 , 并进 行产 品作业全过 程 的计 算机模 拟 , 预 测产 品的性 能 、 寿命 及可靠 性 , 从 而缩 短 了开 发 周期 , 降低产 品开 发成 本和开 发 风险 。
量。
比较有 影响 的有美 国MS C 公司 的A D AMS 、 比利 时L MS 公司 的D A D S 以及 德 国航 天局 的 S I MP AC K。 ADAMS 占据市 场 5 0 %以上 份额 。 其 他软 件 还 有 :

前育
能、 装 配工艺 性和 维护性 进行 评估 和优化 , 在 设计 阶段 验证产 品 的装配 和维护
数 字样机 技术 是使 用数字 代替 实物进 行产 品数 字化设 计的技术 。 使用 数字 样机 能够 快速 灵活 的进行设计 , 而且更加 有真实感 并 且能够 缩短研 发周期 , 降

机械设计的数字化与虚拟样机技术

机械设计的数字化与虚拟样机技术

机械设计的数字化与虚拟样机技术数字化和虚拟样机技术在机械设计领域的应用正日益广泛。

数字化技术的发展使得机械设计更加高效、精确,同时虚拟样机技术的出现也大幅度降低了制造成本。

本文将从数字化与虚拟样机技术在机械设计中的应用以及其带来的优势两个方面进行探讨。

一、数字化技术在机械设计中的应用1. 数字化建模数字化技术可以通过三维建模软件将机械零件进行精确建模。

设计师可以在计算机上进行零件的虚拟组装和测试,避免了传统手绘设计所带来的误差。

数字化建模不仅提高了设计的精度,而且可以快速进行多次设计迭代,以实现更好的设计效果。

2. 数字化仿真数字化仿真可以通过计算机模拟机械零部件的运动、变形等情况,帮助设计师预测设计的可行性和优化方向。

通过仿真分析,可以提前发现设计中的问题,并进行相应的改进。

数字化仿真能够加速设计周期,降低设计成本。

3. 数字化制造数字化技术可以将机械设计中的数字模型直接传输到数控机床等制造设备中进行加工。

与传统制造方式相比,数字化制造可以减少中间环节的干预,提高生产效率,降低错误率。

这种方式在批量生产时更加有效,并且可以实现定制化生产。

二、虚拟样机技术在机械设计中的应用1. 功能验证虚拟样机技术可以模拟机械零件在实际工作中的运行情况,通过虚拟样机的测试,设计师能够验证设计的可行性和性能表现。

这样可以避免在实际加工制造过程中出现问题,提高产品的质量和可靠性。

2. 多学科优化虚拟样机技术可以实现多学科之间的集成优化,通过在虚拟环境中进行协同设计和综合分析,可以在不同学科之间找到最佳的平衡点,从而更好地满足设计要求。

这种综合优化可以提高设计效率,加速新产品的研发进程。

3. 虚拟演示虚拟样机技术可以模拟机械产品在使用过程中的情况,通过虚拟演示,可以向潜在客户展示产品的功能、性能等特点。

这种方式可以减少实物样机的制作成本,同时也能够提前获得用户的反馈,以便进行相应的改进。

综上所述,数字化和虚拟样机技术在机械设计中的应用带来了许多优势。

高术数字打样系列谈(二)——数字打样系统应用的关键技术

高术数字打样系列谈(二)——数字打样系统应用的关键技术

高术数字打样系列谈(二)——数字打样系统应用的关键技术田永辉
【期刊名称】《印刷杂志》
【年(卷),期】2003(000)003
【摘要】@@如今,数字打样在印刷领域已经得到普及,没有人再怀疑这项技术的可靠性。

与前几年的观望态度相比,人们更多的考虑是怎样尽快满足自己打样用户对质量和效率的要求,怎样降低自己的成本,怎样更好地发挥这项技术的优势。

……
【总页数】2页(P51-52)
【作者】田永辉
【作者单位】北京高术(集团)公司产品部
【正文语种】中文
【中图分类】TS8
【相关文献】
1.高术数字印前系列谈数字打样的色彩调试经验之谈 [J], 周常星
2.高术数字打样系列谈(一)——新一代数字打样技术介绍 [J], 周常星
3.高术数字打样系列谈(五)——报业印刷中数字打样的应用 [J], 周常星
4.高术数字打样系列谈(四)——数字打样在开放式色彩管理中标准的建立 [J], 周常星
5.高术数字打样系列谈(三)——扫描仪色彩校正的主要方法 [J], 屠长红
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飞机工艺数字样机定义及其应用研究

飞机工艺数字样机定义及其应用研究
对于复合材料的零件,由于零件产品结构的特殊 性,需要在定义零件产品的过程中即定义出零件铺层 的铺 设 过 程,因 此,复 合 材 料 零 件 的 数 字 化 定 义 本 身 就是与复合材料的加工工艺紧密结合的。
对 于 工 艺 结 构 复 杂 ,或 根 据 实 际 生 产 要 求 ,所 生 产的零件与定义的零件最终 形 状 差 别 较 大,如 大 型 结构件,为了装配,需要增 加 吊 耳 或 对 接 接 头 等,装 配完 成 后 再 去 除 ,这 时 ,则 需 要 定 义 出 完 整 的 工 艺 模 型,此工艺模型不是产品结构中的真实节点。 132
* 校博士启动基金资助项目( 07YB22)
131
2011 年第 10 期
现代制造工程( Modern Manufacturing Engineering)
正逐渐由数控弯管机取代人工劳动。正是由于各类 零件工艺特性各不相同,其数据形式也多种多样,包 括文本、数值、图形和图像等,再加上工程设计过程产 生的 几 何 结 构 数 据、分 析 和 仿 真 数 据、技 术 要 求 等 都 需要有机地结合到工艺数字样机中,因此必须形成贯 穿产品研制过程的可以支持产品生命周期各部门协 同工作的广义 的 单 一 产 品 数 据 源[1]。 工 艺 数 字 样 机 的创建应该跨越工程设计域与制造域,有利于并行工 程思 想 在 工 程 设 计 域 实 施,使 几 何 设 计、功 能 设 计 协 同完成产品工艺规程制定、装配大纲和制造大纲等内 容。在制造 域,对 工 艺 数 字 样 机 的 完 善 具 有 个 性 化, 依赖于生产厂实际加工装备和能力。 1. 1 工艺数字样机的内容
工艺数字样机的数据组织主要面向传统意义上 的工艺数字样机,称为设计域工艺样机。
对于在制造厂工艺设计阶段产生的工艺信息,需 要在上述基础上进一步通过开发专用的工艺数字样机 管理软件包装和组织[2],该软件可以基于 CATIA 进行 二次开发,也可以完全独立进行设计和开发,这个阶段 设计域工艺样机内容增加,包含面向具体工艺过程的特 定的附加工艺信息,将其称为制造域工艺样机。数据组 织的框架可以基于资源管理模式进行,即将产品制造所 涉及到的各类形式的工艺信息看成资源进行统一管理 ( 浏览、查询、统计、分析等) ,并保持其数据一致性。
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I.J. Wireless and Microwave Technologies, 2011, 1, 7-12Published Online February 2011 in MECS ()DOI: 10.5815/ijwmt.2011.01.02Available online at /ijwmtApplication of Digital Mockup TechnologyGaoming Ding a,*a Jiandong College, CZJDU, Changzhou, ChinaAbstractDigital simulation design is one of the mechanical product modern design methods. We have introduced the concept and meaning of digital mockup technology in mechanical design and its architecture, design cycle, which are concerned multi-domain UML, multi-body dynamics and multidisciplinary design. We also have analyzed the automobile digital simulation design method and digital mockup technology.Index Terms: Digital simulation; Digital mockup; UML; Design optimization© 2011 Published by MECS Publisher. Selection and/or peer review under responsibility of the Research Association of Modern Education and Computer Science1.Functional Virtual PrototypingWith the development of virtual prototyping technology, computer simulation has been used in product design as checking and optimizing product design. We can test product model, simulate test and estimate product by means of digital analyzing technology. We can improve product efficiency and reduce cost when we improve design.1.1.Virtual prototypingVirtual prototyping technology is a kind of technology which used in simulation design process. It uses virtual prototyping to replace physical prototyping and tests the design about some or whole performance. Virtual prototype emphasizes the building of product’s digital model and solving problems by means of all kinds of subjects.[1] It tests and improves the design of product by building a system or subsystem model which is similar to product physical machine to simulate which based on computer. So, we can acquire the optimized performance.1.2.Functional Digital PrototypeFunctional digital prototype is corresponding to the process of product analysis, especi ally the product’s multi-performance analysis and multi-system dynamic performance optimization, which used to simulate the equipped system’s whole function and operational performance. It is an expanded application about general * Corresponding author:E-mail address: hbxfqxyqxy_123@8Application of Digital Mockup Technologyvirtual prototyping technology, and it fits the basic thoughts of product multi-subject design optimization. It pays attention to use CAD/CAE software system to integrate, which realizes the integration of product multi-function whole analysis. It is also used to solve such problems as dynamics, structure, strength and period which based on multi-object system and finite element theory. It forecasts the product system’s whole performance precisely by means of virtual test.2.Multidisciplinary Design OptimizationMultidisciplinary design optimization is a kind of method which designs complex system and subsystem by discovering and using coordinate systems in engineering system, these systems are interacted each other. Many subjects’ design should be paid attention to notice the affection between products’s different parts and the product’s whole manufacture process.plex product’s MDO digitized flowMultidisciplinary design optimization must be mixed in complex mechanical product’s digitized design flow and combined the existed digitized design method, advanced simulation technology, which forms a closed design process. This is helpful to design and improve design. So, we can get an automatic and integrated optimal design process.Fig.1 shows the optimal flow about complex product’s m ultidisciplinary design optimization which based on digitized prototyping. We can build the original digitized functional prototyping which based on product structure by designing multidisciplinary design synthetically. We also can use multidisciplinary modeling technology which guarded by main model to build component-order and subject-order analyzing models and getting the key technical parameters about product system’s multi-performance optimization by means of CAD/CAE integrated software. We can analyze simulation result and design by means of the whole simulation and virtual testing. We can build digitized optimal model by means of model converting technology, which based on subject analysis model.2.2.FDP integrated design platform which based on MDOFunctional virtual prototyping is the process of analyzing and simulating virtual model continuously in the product’s whole period circle. Fig.2 shows the FDP integrated design platform which based on MDO.We can increase the ability of refining parameters and prescribing knowledge about digital model by introducing expert system. We choose object function in accordance with the performance evaluation system of functional virtual prototyping, and define different subjects’ design requirements as optimal restrict ion. So, we can express the product’s design purpose from the angle of multi-subject optimal design. We can integrate CAD/CAE software and multi-subject optimal methods by using methods which based on software interface, analyze and optimize product structure and performance by means of CO framework, check design by simulating the actual working state, fasten design process by means of optimization process’ feedback. The whole process forms integrated automatic design simulation of functional virtual prototyping.Fig. 1. Optimal flow of multidisciplinary design which based on digitized functional prototypingFig. 2. FDP integrated design platform which based on MDO2.3.Integrated analysis simulation flow of FDP multi-subjectAccording the whole design example of automobile, Fig.3 shows the integrated analysis and simulation flow about complex mechanical product’s functional virtual prototyping. We can build automobile parameter structure model by means of Pro/E software which based on original design functional virtual prototyping, put parameter model signal into ADAMS by connecting MECHANISM/Pro with ADAMS software seamlessly, and simulate multi-system model by building CAE analyzing model. We can convert model under the environment of dual software by integrating ANSYS software into Pro/E seamlessly by means of ANSYS Utilities, and unify CAD/CAE really. We use LS-DYNA from ANSYS Corporation to simulate automobile collision directly. We analyze by combining PAM/CRASH software and ADAMS software which based on using ordinary data exchanging file format.[2]We can conclude the design object after using ADMAS simulating software to integral analyzing. We also can get many key parameters about performance (object function) by analyzing and calculating the sensitiveness of subject parameters. So the product design can be improved greatly.Fig. 3. Integrated analysis simulation flow of FDP multi-subjectAnalysis is the basis of design. Functional virtual prototyping emphasizes the integration digital analysis of product performance and acquires the functional parameters by building model. The flow introduces the conversion between product structure main model and other subject analysis models by means of integration seamless of subject software. And we reduce the back processing time of the whole analyzing process by using finite element model and CAD/CAE software to sole many analyzing problems.[3] So the development circle of product can be shorten greatly.3.Application of Virtual Prototyping Technology in Automobile Engine Bonnet LockAutomobile engine bonnet lock is the auxiliary component of engine bonnet. Its main function is that it can ensure engine to lock safely. In the domain of automobile design, virtual prototyping technology is that using three-dimensional design software to build automobile model and simulate the model. Virtual prototyping builds a model which is similar with physical one by means of computer simulation technology. It prescribes the performance by optimizing, integrating and simulating. Virtual prototyping technology has been realized on the background of digital design. It depends on three-dimensional digital model’s precision, and it can be used to simulate and analyze rapidly. So the design of product can be optimized greatly.3.1.Building bonnet lock modelWe first analyze the principle and structure of the existed automobile lock actual model. We need to measure the main components, and then build a three-dimensional model by means of UG software. A precisephysical model and convenient modeling method is the key of virtual prototyping technology. During the process of modeling, we mainly need to use such functions as Sketch, Form Feature, Free Form Feature and Sheet Metal Feature.3.2.Building engine bonnet lock modelThe structure of automobile engine bonnet lock is very complex, and it is typical sheet-metal component. We use UG sheet-metal design module to get the model of engine bonnet lock. Sheet Metal Feature menu has such functions as General Flange, Sheet Metal Bend, Sheet Metal Punch, Sheet Metal Bead, Sheet Metal Bridge, and so on. These functions have been applied in the design of engine bonnet lock model widely. We can use UG software modeling method to build all components’ actual model, which lays foundation for the back design and analysis. So the design quality can be improved greatly.[4]3.3.Virtual analysis of engine bonnet lockIn order to study and analyze conveniently, we have built four designs: scenario1, scenario2, scenario3 and scenario4. Every kind of design is corresponding to a assemble array. We found many problems during the process of analyzing, such as the interval is bigger. We weren’t satisfied until we had modified the virtual prototyping model timely. We have used virtual prototyping technology adequately. This has reduced the product developing circle and cost efficiently.3.4.Simulation of engine bonnet lockMotion module of UG has strong motion simulating and analyzing functions. It can reflect the application of virtual prototyping technology well. The whole process of motion simulation includes the following main steps: Creating link rod, Creating joints; Defining motion-driven, Creating motion-simulation.[5] We have studied the motion way of bonnet lock in this paper. The engine bonnet moves from starting position to auxiliary hanger. At this time, the potential energy of engine bonnet will be converted into kinetic energy fully. So the lock can form the first lock-up by opening auxiliary hanger. But the kinetic energy of hanger will not be so strong as to move with bonnet. At this time, it needs people to put engine bonnet down. So the engine bonnet can be locked well.In this paper, we have used joint motion method to simulate the motion of structure. The advantages of joint motion analysis include that we can use many motions at the same time without considering that every motion has same step number and step length.References[1]Li Bohu, Research and Practice on Complex Products Virtual Prototype Technology[J],MEASUREMENT & CONTROL TECHNOLOGY, 2001 20(11)[2]Li Ruitao, Conception and Application of Virtual Prototyping Technology[J], MECHATRONICS, 20006(5)[3]Chen Gang, Specialized CAD/CAM System of Bevel Gear for Car Differential Mechanism based onUG[J], JOURNAL OF MECHANICAL TRANSMISSION, 2009 33(3)[4]Lin Junmu, Dong Lin, UG-BASED REDEVELOPMENT OF CAD SYSTEM OF GEAR INJECTIONMOLD[J], ENGINEERING PLASTICS APPLICATION, 2009 37(9)[5] Zheng Quan, Chen Liqing, Development of Differential Gear CAD System Based on UG[J], JOURNALOF MECHANICAL TRANSMISSION, 2009 33(1)。

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