復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字樣機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)品通常涵蓋了多個學(xué)科領(lǐng)域的知識，其性能主要體現(xiàn)在機械場(運動軌跡)、位移場(應(yīng)力應(yīng)變)、溫度場、電磁場、流場等物理場的變化中。產(chǎn)品性能分析技術(shù)越來越重視將多種不同的物理場計算方法綜合起來，對產(chǎn)品進行多性能耦合分析已成為當(dāng)前工程領(lǐng)域的熱點研究問題。與此同時，產(chǎn)品客戶對產(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、個性化、多品種的產(chǎn)品定制設(shè)計開發(fā)出符合客戶需求且性能指標優(yōu)良的產(chǎn)品是目前企業(yè)亟待解決的問題。本文系統(tǒng)地

2、研究了復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字樣機多性能耦合分析與仿真的若干關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)研究成果進行了原型系統(tǒng)的開發(fā)，并應(yīng)用到有關(guān)的科研項目中。 第一章首先綜述了將數(shù)字樣機技術(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題。提出了方法研究的意義及研究內(nèi)容。 第二章提出了面向客戶多性能模糊需求的產(chǎn)品定制設(shè)計技術(shù)。針對客戶需求多樣性、模糊性的特點，采用結(jié)構(gòu)化方式表達模糊需求。建立“客戶需求-

3、技術(shù)參數(shù)-設(shè)計參數(shù)”之間的映射關(guān)聯(lián)，快速構(gòu)建出大致滿足客戶需求的產(chǎn)品定制設(shè)計參數(shù)表，用于指導(dǎo)定制產(chǎn)品的配置，為建立產(chǎn)品數(shù)字樣機模型進行性能仿真驗證打下基礎(chǔ)； 第三章提出了面向多性能仿真的產(chǎn)品數(shù)字樣機組件化建模及重用技術(shù)。根據(jù)產(chǎn)品的定制設(shè)計參數(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)字樣機仿真模型。在此基礎(chǔ)上，建立產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)與技術(shù)參數(shù)之間的互驅(qū)動關(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)字樣機人機交互性能仿真中高保真

4、度力反饋生成方法。通過動力學(xué)預(yù)計算、快速反饋力擬合生成、多更新率伺服之間耦合與同步、基于計算負載平衡模型的計算資源動態(tài)分配、動力學(xué)積分步長優(yōu)化等方式，增強了觸覺交互控制下產(chǎn)品數(shù)字樣機動力學(xué)仿真的反饋力生成的穩(wěn)定性、實時性與精確性； 第五章對多物理場異構(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)進行了研究。通過網(wǎng)格信息拓撲關(guān)聯(lián)、過渡網(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，實現(xiàn)了多物理異構(gòu)有限元數(shù)