专用车辆振动特性虚拟试验技术研究

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1、硕-t二学位论文专用车辆振动特性虚拟试验技术研究提供了开发工具和试验平刽乃】。清华大学汽车安全与节能国家重点实验室开发的电控柴油机动态实时仿真系统【14】是柴油机电控系统开发的先进工具，它可以对发动机控制单元进行仿真调试，为柴油机电控系统的开发提供方便。清华大学也有学者用Matlab·／Simulink建立了发动机．测功机系统动态仿真模型，该模型可以方便地进行稳态和动态工况下发动机性能的仿真。中国农业大学余群教授将虚拟现实应用于虚拟试验技术上，对车辆的操纵稳定性和平顺性进行研究；周一鸣教授在20世纪80年代就进行了公路车辆碰撞过程虚拟试验技术的研究。1．3本文主要研究内

2、容本文的主要内容是对某专用车辆在武器冲击载荷作用下的振动特性虚拟试验技术进行探讨研究，主要研究内容包括以下几个方面：(1)对虚拟试验的概念和发展过程进行了阐述，介绍了虚拟现实系统的构成、分类和特点。在此基础之上，根据科研项目的要求和现有技术条件建立了开放性的桌面虚拟试验系统，对建立的桌面虚拟试验系统的总体框架、软硬件构成和原理进行了论证分析和研究。(2)分析整车的结构特点，在对车辆各零部件连接、孔洞、结构等进行简化处理的基础上，依据建立车辆有限元模型的基本原则，建立了精细的主副车架、驾驶室有限元模型。根据车辆工作时的实际情况，在主要受力点和部件连接处建立了主、从节点，用

3、于后续阶段施加约束和驱动。(3)基于建立的车辆有限元模型，对车架和驾驶室分别进行了自由模态分析，并对模态分析结果进行了评价分析，发现设计中的薄弱环节并提出了修改意见。分析车辆工作的实际情况，将发动机、传动系等简化为集中质量并建立整车的模态分析模型，对整车的模态特性进行了仿真计算，分析了整车的振动性能从而发现设计的薄弱环节。(4)将所建立的有限元模型转换为模态中性文件(MNF文件)，导入到ADAMS中。根据车辆的实际工作情况，对整车模型进行简化处理并添加约束、驱动力等，建立了刚柔耦合多体系统动力学仿真模型，对车辆的动力学特性进行了仿真预测，分析和评价了悬架系统、发动机等关

4、重部件的总体结构参数对整车振动性能的影响程度。(5)对车辆振动特性的虚拟试验技术进行了初步探讨，研究了Pro／E三维CAD模型与DivisionMockup虚拟现实模型无缝转换的技术途径，利用VisualC++语言对DivisionMockup进行了底层二次开发研究，结合Labview软件进行了虚拟试验的人机界面和虚拟测试环境开发，初步实现了车辆振动特性的虚拟试验。2专用车辆振动特性虚拟试验系统总体设计硕二l二学位论文虚拟试验系统具有功能全、模块化、成本低、效率高、可扩展性、可重用性、工程实用性强等优点。但是，目前的研究往往集中于某一个或者某几个比较单一的性能仿真，可重

5、用性、可扩展性差。针对以上问题，本文提出了一种开放式的桌面虚拟试验系统，可以满足多种性能研究的需要。虚拟试验系统就是利用各种先进的软硬件技术，设计出能和参与试验者进行交互和操纵的虚拟试验场景，使试验者有一种“真实”的感觉。理想情况下虚拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。理想的虚拟现实系统应该提供人类的所有感知能力，提供方便的、丰富的、主要是基于自然技能的人一机交互手段。这些手段可以使得参与试验者对虚拟环境进行实时操纵，并得到反馈信息。实时性是非常重要的，如果存在较大延迟，就难以达到身临其境的感觉。所以，高性能的计算和处理能力是必不可少的。虚拟现实系统的构成虚拟现实技

6、术(VirtualReality)3L称为灵境技术，是包括计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、并行技术、传感器技术等一系列技术的集成。VR是一种可以创造和体验虚拟世界(Virtual"World)的计算机系统，主要由四个系统模块组成：虚拟环境、计算机环境、虚拟现实技术和交互作用方式。虚拟环境包括了诸如建模、动态特征引入、物理约束、光照和碰撞检测等。它可以呈现多种形式，例如，它可以是一些物理环境的真实表示，诸如一座建筑物的内部、一个厨房甚至一辆车的实体。通常，准确性对虚拟环境的几何描述是非常重要的，此外还有颜色、纹理和照明。虚拟环境也可没有任何物理基础，例如

7、，它可以使一个跨国公司的区域分布、层次结构网格分布的三维数据库，甚至可以是一个与股票交易相关的数据集合。不管数据的属性如何，均需要用一个几何模型来表示构件实体及实体之间的相互关系。虚拟环境中可以使用多种方式进行照明，如果计算机有足够的计算能力，就能够建立一个具有多光源的完整的光照模型，甚至可以开发一个用移动光源模拟手电筒的虚拟环境。计算机环境包括图像处理器、虚拟环境数据库和实时操作系统。用于支持虚拟现实系统的计算机可以使配有适当图形处理器的PC机，也可以是配有多个并行处理器或实时图像生成器的高档图形工作站。对于一般的虚拟现实系统，需要配置