复杂机械系统的多体动力学参数化建模技术研究

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1、华中科技大学硕士学位论文复杂机械系统的多体动力学参数化建模技术研究姓名：堵云竹申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：王波兴;张卫国20060401华中科技大学硕士学位论文摘要多体动力学建模技术是建立复杂机械系统虚拟样机的关键技术，它直接影响到仿真分析的后续工作，是多体动力学仿真的基础。本文在国家八六三计划（2004AA411010）与国家科技攻关计划（2004BA201A85）的资助下，对复杂机械系统动力学建模相关技术进行了研究，实现了具有自主版权的多体机械系统建模模块，并运用于复杂机械系统动力学建模仿真平台

2、——InteDyna中。首先，将复杂机械系统动力学建模的一般过程进行分解，分析了多体动力学中的基本模型元素以及模型元素之间内在的拓扑关系，并运用面向对象的方法进行抽象，实现了复杂机械系统多体动力学模型的体系结构。其次，实现模型管理类，对模型元素数据、模型元素关联关系、参数化建模机制统一管理；并提供整个组件的所有接口、实现与多体模型的集成。最后，针对目前建模软件中复杂系统建模效率偏低、不可重用的特点，提出了面向复杂机械系统动力学的参数化建模技术。引入工程约束，利用图论的方法维护建模过程中模型的一致性和正确性。通过将参数约

3、束无向图转化为约束有向图，利用有向图的约束传播机制得到基本求解序列；利用建模具有时间上先后的过程性，得到基于过程的求解序列。基于这些技术，在ACIS平台的基础上，利用其历史流机制、文件管理和几何表示功能，开发出复杂机械多体动力学模型组件。同时，该模块集成到复杂机械系统仿真建模平台InteDyna中，结合对汽车模型库的研究，在该平台上建立了汽车模型，并在国内某大型汽车公司的整车开发中得到应用。关键词：多体动力学技术复杂机械系统面向对象模型管理参数化技术I华中科技大学硕士学位论文AbstractThemodelingofm

4、ulti-bodydynamicsystemisthetechnologyinvirtualprototypingofthecomplexmechanicalsystem,ithasimportantinfluenceonpost-processsuchassimulating.ThisthesisissupportedbyNationalHigh-Tech,China(No.2004AA411010)andtheNationalKeyScienceandTechnologyprogram(No.2004BA201A8

5、5),whosegoalistoanalyzetherelativetechnologiesofmechanicalmulti-bodysystemandimplementafullcopyrightmoduleintegratedinthecomplexmechanicalsystemsvirtualprototypemodelingandsimulationplatformnamedInteDyna.Firstofall,thegeneralprocessofthemulti-bodymodelingisdecom

6、posed.Byanalyzingthebasicmodelelementsandtheinternaltopologicalrelationshipbetweentheelements,thearchitectureofthemulti-bodysystemmoduleisestablishedusingtheobject-orienteddesigning.Afterthat,themodelmanagementtechnologyofthemoduleisdiscussedindetail,includingth

7、eexpressionofmodelelementsdata,operationsonthemodelelements,operationsontherelationshipofthemodelelements,managementoftheinterfacessupplyingforothermodulesandmanagementoftheparametertechnology.Accordingtothelowmodelingefficiencyanddifficultyofreuse,theparameterm

8、odelingtechnologyisimported.Toensurethefeasibilityforengineeringdesignandtheconsistencyofmechanicalmodel,adirectedbi-partitegraphisproposedtomodeltheengineeringconstr