虚拟样机技术

虚拟样机技术主要内容背景技术概述技术体系结构关键技术虚拟样机技术的应用背景1.物理样机难以解决的问题.

T上市时间

Q质量

C成本

S服务

E环境2.先进的信息技术和仿真技术的发展提供了技术基础.虚拟样机技术(VirtualPrototype)成为各国研究的新的热点.虚拟样机技术概述虚拟样机技术是一门综台多学科的技术，该技术以机械系统运动学、动力学和控制理论为核心，加上成熟的三维计算机图形技术和基于图形的用户界面技术，将分散的零部件设计和分析技术(如零部件的CAD和FEA有限元分析)集成在一起，提供一个全新研发机械产品的设计方法。它通过设计中的反馈信息不断地指导设计，保证产品寻优开发过程顺利进行。虚拟样机技术概述虚拟样机技术是在CAX如(CAD、CAM、CAE等)/DFX(如DFADFM)等技术基础上的发展，它进一步融合信息技术、先进制造技术和先进仿真技术将这些技术应用于复杂系统全生命周期、全系统、并对它们进行综合管理、从系统的层面来分析复杂系统支持由上至下的复杂系统开发模式.利用虚拟样机可代替物理样机对产品进行创新设计测试和评估缩短开发周期降低成本改进产品设计质量提高面向客户与市场需求的能力.虚拟样机的体系结构虚拟样机开发过程实质上是一种基于模型的不断提炼与完善的过程。一个复杂系统通常由电子、机械、软件及控制等子系统组成，其虚拟样机体系结构如图所示虚拟样机的关键技术虚拟样机系统总体技术1工程设计环境、产品功能、可视化环境之间的集成技术2多领域产品开发环境之间的集成技术3多领域分布建模集成技术4多领域分布协同仿真技术5CAD/CAE/CAM/DFX的集成技术6建模仿真工具的集成技术虚拟样机的关键技术系统建模技术虚拟样机的关键技术系统仿真技术虚拟样机支撑环境虚拟样机的支撑环境应该具备以下特征：(1)便捷、可靠地提供开发过程所需的各类模型、支持工具、资源和支撑系统，以利于协同工作和有效地使用建模与仿真技术.(2)支持不同功能学科、政府和工业部门的数据、模型、仿真应用和其他支撑系统（网络、工具）等之间的互操作与重用.(3)提供先进的支持多领域的建模/仿真环境.(4)支持虚拟现实/可视化显示.(5)支持并行工程方法学.(6)最大限度地采用当前现存的流行产品和标准以尽量减少发新的工具和支撑系统.(7)具有开放性、可扩展性和灵活性允许不同的实现方法.虚拟拟样样机机支支撑撑环环境境一个个支支持持虚虚拟拟样样机机系系统统开开发发的的支支撑撑环环境境主主要要包包括括:虚拟拟样样机机开开发发环环境境标准准数数据据交交换换格格式式分布布式式产产品品模模型型数数据据库库虚拟拟样样机机支支撑撑环环境境虚拟拟样样机机开开发发环环境境：：分为为系统统框框架架层层、分系系统统框框架架层层、应用用系系统统层层和多领领域域协协同同工工作作层层.虚拟拟样样机机的的应应用用美国国福福特特汽汽车车公公司司采采用用网网络络并并行行设设计计技技术术设设计计制制造造的的新新型型SS1型型赛赛车车从从开开始始设设计计到到上上道道测测试试仅仅用用了了9个个月月时时间间。。同同样样的的，，通通用用汽汽车车公公司司将将虚虚拟拟样样机机技技术术引引入入汽汽车车制制造造中中。。虚拟拟样样机机的的应应用用波音音公公司司采采用用虚虚拟拟产产品品开开发发技技术术成成功功地地研研制制出出世世界界上上第第一一架架““无无纸纸客客机机””波波音音777双双喷喷机机型型，，接接着着又又研研制制出出新新一一代代737客客机机。。虚拟拟样样机机的的应应用用世界界上上最最大大的的工工程程机机械械制制造造商商卡卡特特彼彼勒勒公公司司的的工工程程师师采采用用虚虚拟拟样样机机技技术术，，对对装装载载机机和和挖挖掘掘机机的的工工作作装装置置进