虚拟样机技术在机械设计中的应用_赵永燕.pdf
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1、2023 年第 5 期农机使用与维修89虚拟样机技术在机械设计中的应用赵永燕,李玲(新乡职业技术学院,河南 新乡 453000)摘要:虚拟样机主要是指基于计算机系统,利用相关软件对机械产品的应用功能与应用环境进行真实性模拟,属于模型建立和虚拟仿真的结合。在机械设计过程中,借助虚拟样机技术,可以提高机械产品的实际性能,如外观、空间关系,以及运动学和动力学特性,是提高机械设计效率与可靠性的重要支承技术。以虚拟样机技术软件ADAMS 为研究基础,系统论述虚拟样机技术的主要含义与发展意义,以联合收获机切割器和玉米秸秆切割台的运用为例,对操作过程与操作步骤进行分析。研究结果可以为虚拟样机技术的发展与应用
2、提供参考。关键词:虚拟样机;ADAMS;发展特点;切割器模拟中图分类号:S220.2文献标识码:Adoi:1014031/j cnki njwx202305026Application of Virtual Prototyping Technology in Mechanical DesignZHAO Yongyan,LI Ling(Xinxiang Polytechnic,Xinxiang 453000,China)Abstract:Virtual prototyping is a combination of model building and virtual simulation ba
3、sed on a computer system thatuses software to simulate the functionality and environment of a mechanical product It is an important process technologyto improve the efficiency and reliability of mechanical design This study is based on the virtual prototyping software AD-AMS and systematically discu
4、sses the main meaning and development of virtual prototyping technology,using a combineharvester cutter and a maize straw cutting table as examples,and analyses the operational processes and steps The re-sults of the study will provide a reference for the development and application of virtual proto
5、typing technologyKey words:virtual prototyping;ADAMS;development features;cutter simulation作者简介:赵永燕(1986),女,河南新乡人,本科,助教,研究方向为机电一体化。0引言计算机技术是提高机械设计的重要基础,各项计算机模拟技术及仿真技术对于提高机械生产效率具有重要意义。早在 1994 年,Prett 提出一种“VP”概念,主要是指利用虚拟现实技术(Virtual re-ality,V)和其他信息技术联合建立的机械产品数字模型,在机械产品设计的不同阶段定量分析产品与用户之间的交互仿真。基于虚拟样机技术
6、可以为机械设计人员创造更加真实的模拟环境,在机械设计样机制造前,机械设计人员或相关用户基于计算机仿真系统建立机械产品数字模型,通过模拟真实环境下机械产品各项工作特性,不断优化和修改设计方案,可以极大地提高机械设计效率,保证机械产品的设计可靠性。目前,虚拟样机技术在工业、医疗、军事和教育等多个工程领域得到了广泛的应用与发展,减少机械设计缺陷1 3。为了进一步扩大虚拟样机技术在机械设计中的应用与发展,本研究以联合收获机切割器和玉米秸秆切割台的运用为例子,系统论述软件操作过程与步骤,可以为相关人员的学习提供参考与借鉴。1ADAMS 软件发展概述ADAMS(Automatic Dynamic Anal
7、ysis of Mechan-ical Systems)是机械设计中重要的仿真软件,在机械设计与工程发展中。ADAMS 软件可以进行自动输出位移、运行速度、加速度和作用力等条件,为机械产品的机械动力性能进行仿真分析,并且支持大多数的 CAD、FLEX 及控制软件之间的双向通信4 5。1.1核心模块1.1.1ADAMS/ViewADAMS/View 是 ADAMS 软件的交互式图形环境,采用简单的分级方式完成建模工作,其运行结果一般采用直观、形象的方式描述机械产品的力学性能,如曲线图或者动画等。1.1.2ADAMS/SolverADAMS/Solver 是 ADAMS 软件的核心部件,可以提供机
8、械产品的静力学、动力学运算结果,精确地输出位移、速度、加速度和力,操作人员可以通过运动副、随机运动和自定义程序等添加物体约束。1.1.3ADAMS/FlexADAMS/Flex 属于 ADAMS 软件中的集成可选90农机使用与维修2023 年第 5 期模块,是 ADAMS 和 Flex 软件之间的双向通讯与信息交互利用模态频率生成柔性体的 ADAMS 模型,支持 ANSYS、MSC/NAS TAN 和 I DEAS 的中性文件格式。1.1.4ADAMS/CarADAMS/Car 可以为操作人员提供精确的汽车虚拟样机能力,主要包括悬架、传动系统、发动机、转向系统、ABS 系统等,操作人员可以模拟
9、车辆在各种道路条件上运行,模拟汽车驾驶的操作稳定性、舒适性、安全性等各项性能。1.1.5ADAMS/TireADAMS/Tire 可以研究车辆轮胎与道路之间的相互作用关系,精确地计算侧向力、自动回正力和由于路面不稳产生的障碍力等,模拟车辆在制动、转向和滑行状态下的车辆动力学特性。另外,ADAMS 软件还包括 Linear(线性分析模块)、Exchange(图形接口模块)、Controls(控制模块)、MECHNISM/Pro(机构分析模块)等6。1.2应用特点ADAMS 软件具有以下特点:1)ADAMS 软件具有先进的机械产品数值分析、计算和求解能力。2)ADAMS 软件可以开展机械产品动力学
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