虚拟样机技术简述.doc

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1、虚拟样机技术简述虚拟样机技术广泛的应用于产品设计制造等领域，它是一门集成了动力学建模、仿真、虚拟现实和信息管理技术等于一体的综合技术体。虚拟样机技术指在建造第一台原型机之前，工程师利用计算机技术构建系统的数字化模型，并进行有限元分析并输出该系统在实际工况下的各种特性的结果，并根据结果修改结构得出最优设计方案的技术。虚拟样机是一种数字化设计模型，它可以反映所设计产品的各种特性，包括外形、装配关系及其动力学等相关特性。相比传统的设计方法，使用虚拟样机技术指导产品设计具有以下明显的优势：(1)研发效率更高，

2、虚拟样机技术利用计算机仿真原理和协同技术，完成了多个部门协同合作，多套方案并行计算，在产品设计阶段就能够整合多方面的信息，高效率的完成产品的分析和修改工作，缩短了研发周期。(2)研发成本更低，虚拟样机技术利用了计算机的快速计算功能，大大提高了工作效率，明显缩短了研发周期；通过应用仿真技术，在计算机上可以完成产品设计过程中的分析、优化、试验等工作，不再需要重复制造成本较高的物理样机，所以极大的降低了研发成本。(3)企业实现了动态联盟，虚拟样机能够通过Internet方便传递和快速反馈设计信息，打破了单个

3、企业的资源局限和地域局限性，提高了企业之间沟通的效率，适应了全球化高速发展客观要求。由于虚拟样机技术在产品设计中具有特殊优势，其在造船业、汽车制造业、兵器工业、工程机械、机械电子工业、航空航天工业、国防工业、材料工业以及机械加工业等诸多方面得到广泛的应用。美国波音公司的波音777飞机是世界上第一架完全以计算机模拟方法研制的飞机，其设计过程就基于虚拟样机技术，整个飞机的设计、组装、性能检验及测试分析过程完全应用计算机完成，开发周期从一般的8年缩短至5年，并且飞机一次就试制成功，大大地降低了飞机的研发成本

4、。美国喷气推进实验室(JPL)的工程师利用虚拟样机技术创建了地球上不存在的虚拟环境，成功地模拟了探路者号火星探测器在进出火星大气层时的减速、着陆等不同条件下的工作状态，在最后设计方案制定之前，反复仿真试验，及时找出了各个状态下可能存在的问题，并根据各个问题对飞船的设计进行了及时、准确的修改，并于1997年7月4日成功把探测器送入预定轨道，成功实现了在火星上的软着陆。卡特彼勒(Caterpillar)公司作为世界上最大的工程机械制造商之一，在开发新产品之前，工程的设计人员通过虚拟样机技术，模拟和分析设备

5、在工作过程中的应力分布状况和控制系统的工作稳定性，并及时找出和修改设计过程中的问题，即使是设计一块金属片，工程设计人员也会给出几千种设计方案进行反复试验。虚拟样机技术在工程机械行业的使用带动了工程机械技术的更新速度，也显著提高了设备在运行时的安全性和稳定性。