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机械设计中虚拟样机技术的有效运用.docx

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机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
工艺与技术◆GongyiyuJishu
机械设计中虚构样机技术的有效运用
尹建学
(山东工业职业学院,山东淄博256414)

要:跟着计算机工程技术的不停进步,虚构样机技术也获得了快速的发展,在我国工程领域的应用也愈来愈宽泛,特别是在机械制造企
业的应用中,其进展较大。在对虚构样机进行有关概括的基础上,论述了其在机械设计中的有效运用。
重点词:机械设计;虚构样机;应用
1

虚构样机概括
虚构样机的观点
在机械产品研发的过程中,机械设计是至关重要的一个环节,
是进行机械生产的前提和基础,并且决定了机械性能的高低。科学技术不停发展的过程中,各样试验方法也随之获得快速的发展,新兴的学科、技术不停地浮现出来,各学科之间开始进行交错、交融。而虚构样机技术就是在这类技术背景下发展起来的试验手段。虚构样机技术也能够称之为机械系统动向仿真技术,它是指机械设计师在计算机上设计出样机模型,而后针对模型作出各样动向性能的剖析,将
传统的实物样机试验利用数字形式取而代之,而后针对性能短缺的地方作出改良,
对设计方案作进一步优化,最后设计出性能优秀的机械产品。
和传统的物理样机设计方法对比,虚构样机技术拥有显然的优胜性,其详细表此刻以下几个方面:
(1)就虚构样机技术的实质而言,其属于模拟仿真技术的范围,所以与多体运动学、动力学建模理论及技术实现等多个领域均有亲密的有关性,是一项以先进的建模技术、信息管理技术、仿真技术以及虚构现实技术和交互式用户界面介绍为基础的综合性应用技术。
(2)虚构样机具备智能性的特色,所以能够实现人机交互,严格说来它是起到协助设计的作用,而非由计算机对产品设计做出程式化的剖析。
(3)只管虚构样机是虚构的,可是在功能方面和物理样机的作用并无太大差异,它在特定的范围内和物理样机的功能是相像的,所以利用该技术进行检测的真切度具备可信性。
(4)虚构样机技术经过有关的剖析软件,与机械设计的知知趣联合,对虚构模型进行剖析就能够对产品的性能作出展望,为产品的进一步优化供给靠谱依照。
样机剖析软件。该软件采纳交互式的图形环境及零件库、拘束库和
力库,其所创立的机械系统几何模型能够实现完好参数化,它的求解器所采纳的是拉格郎日方程方法,该方法属于多刚系统统动力学理论,经过该方法成立起系统动力学方程,能够剖析虚构机械系
运动学以及动力学识题,并输出速度以及反作使劲和统的静力学、
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
用户经过加快度曲线。ADAMS不不过虚构样机的剖析应用软件,
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
该软件可针对虚构机械系统进行有关的物理力学剖析,它仍是虚构样机剖析开发的工具,它拥有多样化的接口形式,好多特别的行业在开发比较特别的虚构样机时,常常以ADAMS为二次开发工具平台。
机械设计中虚构样机的应用
2

虚构样机技术有关软件
Pro/E
与二维画图软件对比,三维建模工具的优势更为突出,所以其
此刻市场上的三维建模软件也比许多,应用的范围也愈来愈宽泛。
而此中Pro/E软件以其强盛的参数化特色造型功能而倍受业界青
它彻睐,能够说它表现出了CAD技术将来的一个主要发展方向,
底改变了传统的画图设计方法及过程。应用Pro/E软件所设计的虚构样机,不单和物理样机的功能完好同样,并且其能够清楚地看到它整体零零件的装置及嵌合状况。并且它还具备运动仿真剖析功能,利用该功能能够在设计的初始阶段发现错误,并实时进行纠正。别的,它还能够将复杂的机械设计工作进行简化,降低了设计人员的劳动强度,使其得以将更多的精力放在机械产品的构造优化及创新等方面。
ADAMS虚构样机技术是最典型的应用软件,它是一款虚构138

机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用

机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
成立一个机械系统的三维实体模型是实现虚构样机的基础条件,全部的仿真切验均是以成立三维模型为前提的。成立数字化的机械系统模型是相对照较复杂的过程,在建模的过程中最常有的问题有2个,一是有些零件的外形相对复杂,比如扇页或许齿轮等;另一个问题就是各样驱动力或许运动副等有着比较复杂的拘束关系,所以要采纳比较专业的CAD软件来成立复杂的机械系统
且与二的虚构样机。此刻市场上三维CAD软件的种类也比许多,
维CAD软件对比其优势更为显然。往常二维CAD系统的主要功能是简单的取代手工画图,可是三维CAD能够完好地表达出产品的技术或许生产管理信息,比方转动惯量或许质心地点等。
当三维模型成立达成后,要经过拘束副将其连结起来,以便定
在增添拘束副的过程中,要尽量与实义物体间所发生的相对运动。
际的拘束状况符合。此刻好多三维CAD软件中都会供给一些运动和动力学的插件,能够利用这些插件映照出各拘束关系和装置关系,进而实现虚构装置过程及预拘束增添过程的一致。别的还能够把预装置放在CAD中达成,而后再导入ADAMS中,因为ADAMS的专业性所以能够实现更为齐备的剖析。
当各个零件模型间的连结关系及其相对运动确立好此后,接下来就是为模型增添驱动力和驱动转矩,或许依据机械工程师所设定的运动规律促进模型运动,进而达成虚构样机模型的成立。
当虚构样机的三维模型成立达成后,要对其机械系统运动进行相应的仿真试验,经过试验求拿出运动的全部物理量,包含位移量、速度、加快度、作使劲、反
作使劲等。并且要为后续需进行的有限元剖析供给相应的界限条件。

机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
能够经过有限元法对机械系统中各构造件的动向特征、构造
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
一些界限的强度等作出精准的剖析,其有着显然的通用性的特色。
构造形状和界限条件比较任意,则能够经过有限元法求解,有限元法在机械设计中的应用也愈来愈宽泛。而就虚构样机技术而言,有
ShejiyuFenxi◆设计与剖析
智能数字压力表设计


(山东先河悦新机电股份有限企业,山东淄博255120)

要:主要介绍了智能数字压力表的丈量原理和设计思路,详尽论述了数字压力表各个子模块的设计内容,包含压力收集、温度赔偿、电
中央控制等等。实考证明,依据此方案设计出来的智能数字压力表拥有简单、易用、靠谱的性能。源管理、
重点词:压力传感器;压力模块;主机
在工业生产和科研活动中,压力计量常常是重要环节,甚至成
为了保证产质量量以及生产安全的决定要素。传统采纳的压力计量
精细压力表2种,前者携带不便,尔后者标准器拥有活塞式压力计、
此外,传统压力计量用具效率低下,不可以知足现代工业生精度不足。
产的需要,所以,设计一种便携式智能数字压力表势在必行。
入电桥电路。输出电压与压敏电阻Rp的关系以下式所示:
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
=
-R
·R·IR
21
p
21
p
压力输入为大气压时,即R21=RP时,U≈0mV。建议的输入电流为I
≈,经过对3个精细电阻的选择,达到满压力输入时电压输出归一化的目
标,当为满量程压力输入时,输出电压达到100mV。
压阻式传感器压力丈量原理
压力传感器能够把压力信号变换成可丈量的电信号,特色是
线性一致、重复性好。将压力的变化变换成电阻变化的传精度高、
感器被称为压阻式压力传感器,当需要进行高精度丈量时,往常采纳此种传感器,其内部电路构造如图1所示。
Is
智能数字压力表整体设计
仪表的构造原理如图2所示。压力模块Is
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
压力传感器单片机1
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
电电
测压源
电源管理主机
R11R21
PIN
V
[VOUT]24位A/D
通信
单片机2
RS232
PC计算机
PINRP
R12
温度赔偿
图1压阻式压力传感器电路构造图电源管理恒流源
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
键盘显示
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
由上图能够看出,传感器内部是电阻电桥式构造,压敏电阻为一桥臂,还有R
11、R12、R213个精细电阻,此中R11=R12=R。当将压力作用于压敏电阻
时,相应的Rp阻值增大。于是精细电流源I即流
图2构造原理图
智能数字压力表能够分为压力模块和主机2部分,二者经过数
字通信实现压力丈量结果传输和压力自动丈量。它们的作用以下:
限元法拥有较高的靠谱性,所以在设计过程中是必不行少的计算工具之一。

优化是机械设计中常有的问题,往常机械优化的详细方式以下:在知足各样设计条件的前提下,在拟订的变量变化范围内,设计变量经过自动选择来实现,利用剖析函数求取目标函数的最大
这类方法利用计算机的运算能力,将设计变量利用计算机作出值。
改正后再进行迭代求解,进而实现多次仿真。每次仿真试验都会改正一部分模型设计变量,直至得出所设定的物理量最优解为止。、机械系统的联合仿

传统的机械设计开发过程中,机械系统和控制系统是互相独
测试的过程也就各自独立。所以在设计过程中立的,相应的设计、
二者不会产生互动,进而会对设计成效产生直接的影响。可是虚构样机技术拥有机构控制一体化的特色,它对机电作整体设计,所以一些机械系统与控制系统的互动问题,比方控制规律的合理性或许控制质量的利害等,就会获得有效的解决。控制与机械系统联合仿真的设计思想为:经过有关的仿真剖析软件成立起设计目标的三维模型、动力和运动学模型,再经过控制系统软件供给
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
当运动学仿真软件接收到控制软件相应的控制算法和电机模型。
传递过来的控制命令后,再经过虚构地点传感器将各样物理量反应到控制系统中,最后达成一整套的机械系统与控制系统的联合仿真试验。
结语
总之,虚构样机技术在机械设计中获得了宽泛应用,不单提升了机械设计的效率,还降低了成本。虚构样机技术不单包含几何形体的计算机协助设计软件、有限元剖析软件,还包含控制系统设计和剖析软件等。所以能够预示,该技术将在机械设计领域获得愈来愈宽泛的应用。
[参照文件]
[1]张鸣,任建平,[J].机械设
计,2006(11)[2]万加桔,[J].江西建材,2006(4)[3][J].广西轻工业,
2008(9)
[4]王凯湛,马瑞峻,[J].中国农机化,2008(12)[5][J].研究与探
索,2010(9)
2011-06-07收稿日期:
作者简介:尹建学(1961—),男,山东省招远市人,助理工程师,研究方
向:机械、设计。
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机电信息2011年第21期总第303期139
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用
机械设计中虚构样机技术的有效运用