復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)多性能耦合分析與仿真的若干關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用.pdf

1、現(xiàn)代復(fù)雜產(chǎn)品通常涵蓋了多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，其性能主要體現(xiàn)在機(jī)械場(chǎng)(運(yùn)動(dòng)軌跡)、位移場(chǎng)(應(yīng)力應(yīng)變)、溫度場(chǎng)、電磁場(chǎng)、流場(chǎng)等物理場(chǎng)的變化中。產(chǎn)品性能分析技術(shù)越來(lái)越重視將多種不同的物理場(chǎng)計(jì)算方法綜合起來(lái)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行多性能耦合分析已成為當(dāng)前工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。與此同時(shí)，產(chǎn)品客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的功能、性能、規(guī)格和品種不斷提出新的要求。如何采用多元化、個(gè)性化、多品種的產(chǎn)品定制設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出符合客戶(hù)需求且性能指標(biāo)優(yōu)良的產(chǎn)品是目前企業(yè)亟待解決的問(wèn)題。本文系統(tǒng)地

2、研究了復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)多性能耦合分析與仿真的若干關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)研究成果進(jìn)行了原型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，并應(yīng)用到有關(guān)的科研項(xiàng)目中。 第一章首先綜述了將數(shù)字樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品多性能耦合分析與仿真的若干關(guān)鍵使能技術(shù)，介紹了這些技術(shù)的研究及應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，討論了目前存在的問(wèn)題。提出了方法研究的意義及研究?jī)?nèi)容。 第二章提出了面向客戶(hù)多性能模糊需求的產(chǎn)品定制設(shè)計(jì)技術(shù)。針對(duì)客戶(hù)需求多樣性、模糊性的特點(diǎn)，采用結(jié)構(gòu)化方式表達(dá)模糊需求。建立“客戶(hù)需求-

3、技術(shù)參數(shù)-設(shè)計(jì)參數(shù)”之間的映射關(guān)聯(lián)，快速構(gòu)建出大致滿(mǎn)足客戶(hù)需求的產(chǎn)品定制設(shè)計(jì)參數(shù)表，用于指導(dǎo)定制產(chǎn)品的配置，為建立產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)模型進(jìn)行性能仿真驗(yàn)證打下基礎(chǔ)； 第三章提出了面向多性能仿真的產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)組件化建模及重用技術(shù)。根據(jù)產(chǎn)品的定制設(shè)計(jì)參數(shù)，提出基于仿真組件的方法用于快速構(gòu)建出產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)仿真模型。在此基礎(chǔ)上，建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)與技術(shù)參數(shù)之間的互驅(qū)動(dòng)關(guān)聯(lián)，用于提高仿真模型的可重用性第四章介紹了產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)人機(jī)交互性能仿真中高保真

4、度力反饋生成方法。通過(guò)動(dòng)力學(xué)預(yù)計(jì)算、快速反饋力擬合生成、多更新率伺服之間耦合與同步、基于計(jì)算負(fù)載平衡模型的計(jì)算資源動(dòng)態(tài)分配、動(dòng)力學(xué)積分步長(zhǎng)優(yōu)化等方式，增強(qiáng)了觸覺(jué)交互控制下產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真的反饋力生成的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性與精確性； 第五章對(duì)多物理場(chǎng)異構(gòu)有限元網(wǎng)格與結(jié)果數(shù)據(jù)的耦合方法及其集成仿真可視化技術(shù)進(jìn)行了研究。通過(guò)網(wǎng)格信息拓?fù)潢P(guān)聯(lián)、過(guò)渡網(wǎng)格模型的三維重構(gòu)、異構(gòu)有限元仿真結(jié)果與幾何特征的關(guān)聯(lián)映射等方式，實(shí)現(xiàn)了多物理異構(gòu)有限元數(shù)