文档介绍：研究生课程考试答题册
得分:
考试科目咼等虚拟样机设计与仿真
研究生院
第一题虚拟样机课后题
1、何谓虚拟样机?何谓虚拟样机仿真?
虚拟样机:是针对真实产品,运用计算机建模技术、各类分析与仿真技术建立的各种信息模型,该模型可用于研究生课程考试答题册
得分:
考试科目咼等虚拟样机设计与仿真
研究生院
第一题虚拟样机课后题
1、何谓虚拟样机?何谓虚拟样机仿真?
虚拟样机:是针对真实产品,运用计算机建模技术、各类分析与仿真技术建立的各种信息模型,该模型可用于对产品的性能分析、制造仿真、设计与生产决策等产品开发的各个阶段。
虚拟样机不仅是产品外形的三维表达,还可以是零件与部件间的装配、运动、动力关系的表达,可以使产品功能工作原理与性能的表达。虚拟样机具有分析与评价产品功能和性能,帮助设计者容易地发现设计的缺陷。有时可代替费时、费资金的实体样机制造。虚拟样机需要构造一个集成环境,用于集成产品设计、分析和制造的数据,并形成CAD/CAE/CAM各系统间的数据传递。基于虚拟样机的集成环境将会使CAD/CAE/CAM的功能进一步扩大。虚拟样机是一个广义的概念,虚拟样机是产品的一个近似,虚拟样机可以是一个机械零件的样机,一个机械产品的样机,也可以是一个车间的样机,或是一个厂的样机。虚拟样机特点在于,可在计算机构成的虚拟环境中,对产品进行的分析与仿真并不消耗物理资源,分析速度快并可对其设置一些特殊条件。
观点一:计算机中的模型就是虚拟样机。
观点二:有限元模型就是虚拟样机。
观点三:ADAMS的模型就是虚拟样机。
观点四:只有满足3I特征才是虚拟样机。
这四个观点都是片面的,虚拟样机包含计算机中的模型,有限元模型和ADAMS模型。虚拟样机仿真:虚拟样机技术是CAD/CAE/CAM技术与虚拟现实技术相结合的产物。是更高层次的CAD/CAE/CAM技术。现代的仿真更多是指运用计算机进行仿真,使用一套以计算机为主体的软硬件设备模仿实际系统的综合技术。虚拟样机仿真是指在虚拟环境中,运用虚拟现实技术,对产品进行虚拟设计,并通过构造的虚拟样机,将产品的物理模型转换为数学模型然后对其进行分析、研究、实验、验证以及人员培训。虚拟样机仿真强调在实际产品实施制造前,完成产品的设计、分析、制造、管理过程的全面仿真,以保证产品在实际制造过程的可行性,以及产品在使用中的可靠性。
2、虚拟样机仿真有哪些关键技术?虚拟现实技术、增强现实技术、CAE技术、视景仿真技
术的发展与前景如何?
虚拟样机仿真的关键技术有:
A、系统总成技术,从全局出发,考虑支持虚拟样机开发的各部分之间的关系规定和协调各个子系统的运行,并将他们组成有机的整体,实现信息和资源共享,完成总体目标。
B、支撑环境技术:虚拟样机支撑环境应该是一个支持并管理产品全生命周期虚拟化设计过程与性能评估活动。
C、虚拟现实技术:虚拟样机应该存在于虚拟环境之中。通过这个环境,人们可以进行观察、感知和决策等活动。
D、协同仿真技术:是各领域建模/仿真分析工具和CAE技术的集成技术。协同仿真既包括在时间轴上对产品全寿命周期的单点仿真分析,也强调在同时间点上不同人员/工具对同一产品对象的系统层面上的联合仿真分析。
E、一体化建模技术:虚拟样机是不同领域CAX模型、仿真模型虚拟现实/可视化模型的有效集成,如何对这些模型进行一致、有效的描述、组织、管理和协同运行是实现虚拟样机的核心技术。
F、信息/过程管理技术:完整的虚拟产品包含了大量的、多层次的知识和信息在虚拟样机开发过程中,需要在正确的时刻把正确的数据按正确的方式传递
给正确的人
虚拟现实技术的发展与前景:
虚拟现实是用计算机和先进的传感设备,构造出一种人工环境,它能模仿人的视觉、听觉、嗅觉等感知功能使人能沉浸在虚拟的环境中,并与这个虚拟的环境交互作用。
虚拟现实技术应用在汽车领域,奔驰、宝马、大众等大公司的报告显示,以“数字汽车”模型来替代木制或铁皮制的汽车模型,可以将新车型开发时间缩短80%左右,开发成本最多可降低到原来的1/10。也应用在立体环幕投影系统中,为参与者营造逼真的场景。
增强现实技术的发展与前景:
增强现实(AugmentedReality,简称AR)是近年来国外众多知名大学和研究机构的研究热点之一,增强现实也被称之为混合现实,它通过电脑技术将虚拟的信息应用到真实世界,真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间。
AR技术不仅在与VR技术相类似的应用领域,诸如尖端武器、飞行器的研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域具有广泛的应用,而且由于其具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性,在医疗研究与解剖训练、精密仪器制造和维修、军用飞机导航、工程设计和远程机器人控制等领域