VRAR在机电产品研发中的应用

1、虚拟现实技术的应用,足不出户学开车,虚拟现实技术的应用,长江堤防仿真系统,第八章 VR/AR在机电产品研发中的应用,本章内容,1.概述 2.AR/VR切入电/结构/热等设计过程 3.AR/VR切入结构设计过程 4.AR/VR切入工艺与制造过程 5.VR/AR研发前景和效益,1. 概述,VR/AR在机电产品研发中的地位和作用 机电产品传统研发流程 VR/AR对机电产品研发流程的切入点,AR/VR在机电产品研发中的地位和作用,产品造型设计,产品的色彩及材质设计,产品的结构设计及分析,产品的运动和动力学仿真,产品的展示,作用： 缩短产品开发设计流程，提高产品的成功率。 降低产品设计开发的风险和成本,

2、在产品的色彩及材质设计中，通过虚拟现实技术可以直观地进行色彩和材质的选择与搭配，确定主调色和辅助色以及进行材质的确定,机电产品传统研发流程,机电产品传统研发的流程包括：提出设计目标、产品设计、样机试验、试验改进； 机电产品设计传统包括电气设计、结构设计、工艺设计和工装设计,VR/AR对机电产品研发流程的切入点,2. VR/AR切入电/结构/热等设计过程,提高风机整机设计水平 为客户设计更加合理的风机及其配件 仿真不可试验的电气及结构项目 风机设计性能评价,完整的风机,风机传动链,某风电系统电气设计仿真过程,可采用PID方法对风力发电机组进行控制，在低风速时控制发电机转速，使系统获得最大风能利用

3、系数；高风速时，控制桨距角，使机组能准确地保持在额定功率发电。 通过matlab Simulink仿真模块以及Bladed软件，验证理论方法的正确性和有效性,电机分析模块图,某风电系统电气设计仿真过程,风力发电机系统仿真模型,功率曲线,各风速下对应的风力发电机性能,电机扭矩曲线,正常工况下,各风速下对应的风力发电机性能,功率系数曲线,风轮扭矩曲线,正常工况下,各风速下对应的风力发电机性能,功率曲线,电机扭矩曲线,湍流工况下,各风速下对应的风力发电机性能,功率系数曲线,风轮扭矩曲线,湍流工况下,风电产品中齿轮箱设计流程,齿轮箱布局及传动比分配,平行轴齿轮传动设计,行星轮系传动设计,齿轮箱传动系统

4、分析,系统动力学分析,齿轮传动参数优化,传动系统评价,风电齿轮箱实验,风电齿轮箱设计存在问题,传动效率高（97%） 寿命长（一般为20年） 可靠性要求高 振动噪声小（87db（A,盲目引进外国图纸，长期将拖垮中国风电企业； 国内尚缺少自主研发能力、设计计算方法不够完善； 高可靠性的风电齿轮箱设计成为风机快速发展的瓶颈,存在问题,4.VR/AR 切入结构设计过程,静力学,模态分析,谐响应分析,接触分析,齿轮修形,动力学分析,整机系统动力学,主轴轴承支撑,最大 Mises应力 229 MPa,轮毂,轮毂有限元分析结果,Fatigue safety margin - Min. safety marg

5、in with SHFRP 37.5 Minimum 1.2,Extreme load cases Maximum static Von Mises stress 133N/mm with SINOMA 40.2 Minimum Safety Margin 1.5,主机架有限元分析模型,modelled including tower - and including bearing housings,主机架有限元分析结果,Result of Finite Element Analyses - Fatigue safety margin of weld seams for unwelded pl

6、ates 0.5 is enough- Min. safety margin with SHFRP blade,齿轮接触分析、修形及优化,箱体应力应变,箱体模态,行星架应力应变,齿轮箱有限元分析,第一主应力云图,总体应力云图,齿轮箱有限元分析静力分析,有限元模型,网格划分,载荷及约束加载,总体应变云图,风电齿轮箱有限元分析-热力耦合分析,齿轮传动系统数字样机,利用齿轮传动系统软件建模、仿真,风机齿轮传动系统数字化样机,传动系统实验直齿齿轮箱,双级行星轮系,传动系统实验行星轮系齿轮箱,齿轮箱 A80/PBLZ 224测试运行,齿轮箱 A80/PBLZ 190P测试运行,5.VR/AR研发前景和效益,针对已有产品、已发生问题展开分析和校核是VR/AR应用必须的起点，在这个起点上可以关注和寻求需要的软件； 针对随机的、紧迫的产品某方面的创新和改进，均可应用VR/AR手段进行设计和开发； 没有任何一种软件可以涵盖一个企业技术研发的全部