【论文范文】虚拟样机技术在农业机械设计上的应用和发展

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1、【论文范文】虚拟样机技术在农业机械设计上的应用和发展摘要:虚拟样机技术是一种先进的产品开发方法，它的出现给农机产品的研发提供了一个全新的设计途径。木文首先阐述了虚拟样机技术的内涵，针对农业机械设计的特点，总结出适用于当前农业机械设计领域的虚拟样机技术的概念。然后介绍了虚拟样机技术的实现方法及相关软件，提岀了一种联合仿真的方案。最后概述了虚拟样机技术在国内农业机械设计领域的应用情况，展望了虚拟样机技术在农业机械设计上的发展方向。关键词:虚拟样机技术:农业机械设计:仿真:建模0引言随着市场竞争的激烈化、用户需求的多样化和个性化，企业必须调整产品的研发模式，解决好T（最快

2、的上市时间）、Q（最好的产品品质）、C（最低的产品成本）、S（良好的产品服务质量）、E（最少的环境污染）等难题。而在农业机械方而，如何缩短研发周期、降低产品成本，是推广农业机械进而实现农业机械化的一个关键因素。显然，传统的农机产品开发模式已经不能满足市场的需耍。虚拟样机技术的出现，为解决这些问题提供了有效的途径，并带来了生产领域中方法和观念上的变革。1虚拟样机技术的概念虚拟样机技术是一种基于虚拟样机的数字化设计方法，是各领域DF硒的发展和延伸。虚拟样机技术以系统建模/仿真技术为核心，融合了现代信息技术、先进设计制造技术、现代管理技术。与传统的产品设计技术相比较，虚拟

3、样机技术强调系统的观点，涉及产晶的全生命周期，能够对产品进行全方位的仿真分析、测试和评估，并强调不同领域的协同设计由于虚拟样机技术适用于不同的领域，因此对虚拟样机的概念并没有一个精确的概念。现将一些比较有代表性的定义总结如下：文献较早地对国内几种有代表性地定义做了总结:①虚拟样机技术就是在建筑第一台物理样机之前，设计师利用计算机技术建立机械系统的数字化模型，进行仿真分析并以图形方式显示该系统在真实工程条件下的各种特性，从而修改并得到最优设计方案的技术。②虚拟样机是一种计算机模型，它能够反映实际产品的特性，包括外观空间关系以及运动学和动力学的特性。借助于这项技术，设计

4、师可以在计算机上建立机械系统的模型伴之以三维可视化处理，模拟在真实环境下系统的运动和动力特性并根据仿真结构精简和优化系统。③虚拟样机技术利用虚拟环境在可视化方而的优势以及可交互式探索虚拟物体的功能，对产品进行几何、功能、制造等许多方而交互的建模与分析。它在CAD模型的基础上.把虚拟技术与仿真方法相结合.为产品的研发提供了一个全新的设计方法。其中定义①从建模和仿真的角度来论述;定义②强调虚拟样机的数字化设计;定义③侧重于虚拟现实和交互性。文献团认为:虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法，这些数字模型即虚拟样机(virt

5、ualprototype)o将不同工程领域的开发模型结合在一起，它从外观、功能和行为上模拟真实产品，支持并行工程方法学。虚拟样机技术涉及多体系统运动学与动力学建模理论及其技术实现，是基于先进的建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界而技术和虚拟现实技术的综合应用技术。这个定义从广义上来定义虚拟样机技术，包含了其相关技术以及涉及到的各个方面，基本上概括了虚拟样机技术涉及的全部内容。文献［4］认为:虚拟样机技术是指利用计算机仿真技术在产品设计开发过程中，将分散的零部件设计和分析技术结合在一起，在计算机上建造出产品的整体模型，对该模型进行评估和测试，并针对该产

6、品在投入使用后的各种工况进行仿真分析，预测产品的整体性能，进而改进产品设计，提高产品性能的一种新技术。相对于文献［3］的定义，这个定义从狭义上来定义虚拟样机技术，从虚拟样机技术的核心即建模/仿真来描述，没有涉及到虚拟样机技术产品开发的其他方而。认为:虚拟样机就是用来代替物理产品的计算机数字模型，它可以像真实的物理模型一样，用来对所关心的产品的全寿命周期，如设计、制造、服务、循环利用等，进行展示、分析和测试。这种构造和使用虚拟样机的技术就叫虚拟样机技术。这个定义明确了几个问题:①明确表示虚拟样机是一个代替物理产品的数字模型;②明确阐述了虚拟样机的功能是代替产品的物理模

7、型;③明确了虚拟样机和虚拟样机技术的区别。通过对以上几种定义的分析，得到的一个共同点就是:虚拟样机是一个用来代替产品物理模型的数字化模型。本文基于虚拟样机技术的特点，结合农业机械设计领域的实际情况，提出一个现阶段普遍适用的基于农业机械设计的虚拟样机技术的概念。在农业机械设计上，虚拟样机技术就是利用先进的计算机建模技术建立起在一定程度上具有和物理样机相当功能的数字化模型（即虚拟样机），并利用先进的仿真技术对虚拟样机进行仿真分析和测试的一种设计方法。通过对虚拟样机施加特定的约束和驱动，分析其对各种在实际生产和应用中可能遇到的情况的虚拟响应，并对虚拟样机进行优化设计.