[00715237]机械系统功能化虚拟样机技术

项目研究的背景及用途：按照传统的设计模式，新产品的研发通常要经过概念设计、产品设计、样机试制、工业性试验、改进定型和批量性生产几个步骤。由于该种基于物理样机的设计研发模式具有成本高、开发周期长，物理样机反复性试验不够充分，加上设计人员通常不愿为修改局部而给整机造成不可预知的结果，从而严重影响产品质量的提高和具有自主知识产权的新品开发。虚拟样机技术为解决这些问题提供了强有力的工具和手段。虚拟样机技术是以机械系统运动学、动力学和控制理论为核心，将CAD/CAE/CAPP/PDM技术，在整机系统下进行集成，提供一个全新的整机系统研发的设计方法。虚拟样机技术在技术发达国家已经得到较为广泛的应用。最有影响的虚拟样机开发工具为美国机械动力学公司的ADMAS软件。该软件广泛应用于汽车工程，航空航天，工程机械，通用机械等领域。但需要指出的是，目前，虚拟样机开发工具(以ADMAS软件为例)主要完成整体运动干涉检验、动态演示、部件动态特性分析等初步工作。而下一代虚拟样机开发工具的目标是实现功能化虚拟样机技术，即真实模拟实际样机的开发和测试功能，更为有效替代物理样机设计与制作过程。技术原理及工艺流程：首先，建立虚拟样机软件框架，其基本功能应包括：(1)适应不同类型机械系统建模及具有可视化的建模手段，并自动生成运行策略；(2)采用多层模型来表示虚拟样机的复杂模型并且具有无限制的分层功能；(3)支持高级语言建模，同时为了建模的高效率，软件框架能够直接调用综合工程软件包的高级语言组件；(4)完善的模型库交互管理功能；其次，建立仿真数据库；第四，虚拟样机模型的建立、仿真和分析。第五，应用多体系统精度分析方法，定量分析机械系统的加工精度。并考虑控制与驱动系统对机械系统的影响。成果水平及主要技术指标：研究成果达到国际先进水平。主要技术指标：(1)功能化虚拟样机软件可正确描述机械系统的真实动态性能，定量描述样机加工精度；(2)基于功能化虚拟样机技术所设计的机械系统可缩短整机物理样机实验周期；(3)基于功能化虚拟样机技术所设计的机械系统整机实现优化。市场分析及效益预测：该技术将随着国民经济的发展，越来越多地应用到各项城中，也必将产生巨大的经济效益与社会效益。合作方式及条件：技术开发；技术服务；技术咨询。