机械系统动力学建模与分析（绪论部分）2012ppt培训课件

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1、机械系统动力学建模与分析DynamicModelingandAnalysisofMechanicalSystem办公室：新校区机电楼D519Email:lylsjhome@163.com主讲人：李艳总学时24、讲授学时16、上机学时8；主要教材：《机械系统动力学分析及ADAMS应用教程》陈立平等编著，清华大学出版社，2005参考书籍：理论方面：《机械系统动力学》杨义勇等编著，清华大学出版社，2010应用方面：《MDADAMS虚拟样机从入门到精通》贾长治等编著，机械工业出版社，2010评分细则：考试70%，平时30%教学安排课程安

2、排绪论1ADAMS应用基础2ADAMS建模与仿真实例3ADAMS控制系统设计4课程寄语开设这门课的目的以及选修这门课的重要性：继续深造&工作需要怎样学好这门课：扎实理论&勤于练习第一章绪论1.1虚拟产品开发与虚拟样机技术1.2机械系统动力学分析与仿真1.3ADAMS软件介绍1.1虚拟产品开发与虚拟样机技术美国B777的应用效果整机数字化设计：100%开发周期：9年－>4.5年，缩短50%成本降低：25％出错返工率减少：75%世界垄断与霸主地位美国波音777的研制成为现代产品开发新技术的里程碑，其采用的开发过程现在称之为虚拟产品开

3、发（VirtualProductDevelopment-VPD），应用的开发技术称之为虚拟样机技术（VirtualPrototyping-VP）1990年10月-1994年6月，波音777飞机的研制采用了全数字化的无纸设计技术，整机外型、结构件和整机飞机系统100%采用三维数字化定义，100%应用数字化预装配，整个设计制造过程无需模型和样机，一次成功，首次实现了整机数字化设计、数字化制造和数字化协调。美国通用公司应用状况开发周期：48月－>24月－>12月）碰撞试验：100次－>50次个性化定单：－>3小时在线采购降低成本：10

4、％产品概念设计产品详细设计1.1虚拟产品开发与虚拟样机技术虚拟产品开发、虚拟样机技术应运而生T最快的上市时间C最低的产品成本Q最好的产品S良好的产品服务E尽少的环境污染虚拟产品开发、虚拟样机技术应运而生市场激烈竞争、技术迅速发展1.1虚拟产品开发与虚拟样机技术虚拟产品开发流程虚拟产品开发流程传统产品开发，在概念设计（产品规划）之后，是一个产品设计—样机建造—测试评估—反馈设计的循环反复过程，这其中的每一次循环，都伴随有物理样机的建造或修改，随之而来的产品开发周期的延长和开发成本的增长。虚拟产品开发流程虚拟产品开发，将传统的产品设

5、计—样机建造—测试评估—反馈设计的循环过程采用虚拟样机技术，以数字化方式进行，避免了物理样机的建造，不仅利于缩短产品开发周期和降低产品开发成本，而且数字化方式采用利于协同工作的进行，数字化模型的应用使得产品全生命周期的统一成为可能。1.1.1虚拟产品开发技术—产品开发流程概念产品ComparationTime=$传统产品开发流程：每一次循环，都伴随物理样机的修改，开发周期延长、开发成本增长虚拟产品开发流程：以数字化方式修改，避免物理样机的建造虚拟样机虚拟样机实现过程虚拟样机实现过程图示虚拟样机实现过程图示建造——虚拟样机的建模过

6、程。子系统或系统级虚拟样机由数学定义的约束连接刚性或柔性的组件零件组成，其中几何和质量属性来自组件实体模型，结构、热和振动属性来自组件有限元模型或实验测试。虚拟样机实现过程图示测试——实现测试仿真是功能虚拟样机的重要目标，包括不同情况下的虚拟试验室试验和虚拟试验场试验。为了建立虚拟试验室，需要构建虚拟实验设备，以再现实际中在物理固定设备和机器上进行的试验过程，并确定边界条件；对于虚拟试验场，需要构建体现物理试验场中实际操作条件的虚拟模型，如汽车试验的标准跑道，飞机试验的起落跑道等。。虚拟样机实现过程图示验证——通过将虚拟试验的结

7、果与物理试验相对照，根据两者差别调整虚拟样机模型参数和假定，以期建立与物理试验相一致的虚拟样机。在验证阶段，还可以通过参数敏捷性分析确定对所关心性能指标或目标函数影响最大的若干关键参数，作为改进设计的根据。虚拟样机实现过程图示改进——是根据验证结果而来的，包括两个方面，一是模型精度与广度的改进，二是设计本身的改进。从模型的改进来讲，开始设计时，考虑的只是有限的要素和粗略的特性，比如在设计汽车时，刚开始考虑的可能只是汽车机械部分，而且机械零部件也简化为刚体。随着设计的细化，数字化的模型越来越接近实际的目标产品，模型广度延伸，在单纯

8、的机械系统上加上动力系统、电子系统、控制系统等，零部件或要素特性细化，比如用更接近实际的柔性体代替刚性体，用力函数代替常力，等等。虚拟样机实现过程图示自动化——对于缩短产品开发时间、降低产品开发成本至关重要。在上述改进设计的循环过程中，快速而有效的改进是在参数模