铁路机车车辆虚拟样机数据协调关键技术研究.pdf

《铁路机车车辆虚拟样机数据协调关键技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第9卷第3期计算机集成制造系统—CIMSVoI.9No.32003年3月ComputerIntegratedManufacturingSystemsMar.2003!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：1006-591（12003）03-0242-05铁路机车车辆虚拟样机数据协调关键技术研究马思群，兆文忠，谢素明，王东屏（大连铁道学院机械工程系，辽宁大连116028）摘要：铁路机车车辆虚拟样机系统为产品设计和生产过程的优化提供了集成的建模

2、和仿真环境。该系统的关键环节在于实现分析数据的协调与集成。为支持开发环境中不同领域、分布、异构的仿真系统间的数据共享，提高仿真平台的可扩展性和灵活性，按数据产生的先后，提出了产品模型数据的分层框架，并研究了每一数据层中关键问题的解决方法。初步实践表明，基于上述研究的虚拟样机系统能有效地支持铁路机车车辆产品的开发。关键词：虚拟样机；铁路车辆；数据协调；产品数据管理中图分类号：TP278文献标识码：A虚拟样机（VirtuaIPrototype，VP）技术是一种崭新样机试验数据库来完善计算模型的质量和利用各个的

3、产品开发方法，它是一种基于产品的计算机仿真软件的数据输入/输出接口，实现模型数据共享。由模型的数字化设计方法［1］。应用虚拟样机技术，可于高速、准高速、重载、轻轨车辆设计过程是一个多以使产品的设计者、使用者和制造者在产品研制的因素互相耦合、互相制约的复杂平衡决策过程，因早期，就能直观形象地对虚拟产品原型进行设计优此，铁路车辆虚拟样机性能仿真平台，首先要研究基化、性能测试、制造仿真和使用仿真，这对产品设计本单元的深层次技术问题，然后再将其有机地集成。创新、提高设计质量、减少设计错误、缩短产品开发本系统中重点

4、研究的模块有：载荷单元模块、静周期有重要意义。力单元模块、模态分析及响应单元模块、动力学单元在开发复杂产品的大型工程项目中，分布于异模块、疲劳寿命评估单元模块、噪声单元模块、热机地采用异构仿真工具软件的不同领域的开发人员，耦合单元模块、空调通风单元模块、大变形碰撞单元通过协同仿真平台连接在一起，以协调完成复杂的模块和轻量化设计单元模块等。其中，创建一个逼仿真任务或具有分布特性的仿真应用。本文以国家真的载荷单元模型，是虚拟样机系统要解决的第一863项目“铁路机车车辆虚拟样机系统”为背景，研个重要问题，对一个

5、给定的系统，载荷是引起一切响究支持铁路车辆虚拟样机数据协调的关键技术。应的唯一原因。载荷单元包括气动压力载荷、随机载荷、温度载荷、液-固耦合幌动的瞬态载荷等。!虚拟样机系统单元模块组成该平台的协调功能其实质就是保证各单元模块虚拟样机性能仿真是铁路新产品开发过程中既之间数据的出口与入口能够高效率地流动。基于对经济又快捷的技术支持。对我国高速、准高速、重VP协同仿真平台的功能需求分析，提出虚拟样机系载、轻轨铁道车辆而言，该虚拟样机性能仿真系统是统的功能框架，如图1所示。进行车辆性能的仿真、协调与集成的一个平台

6、。该平台以铁道部重点投入的大型CAD系统及线性、非线性有限元（FEA）软件等为平台工具库，利用物理收稿日期：2002-07-08；修订日期：2002-10-15。基金项目：国家863/CIMS主题资助项目（2001AA411110）。作者简介：马思群（1969-），男，辽宁彰武人，大连铁道学院机械工程系博士研究生，讲师，主要从事虚拟现实、虚拟样机技术、铁路车辆CAD/CAE等研究。E-maiI：masigun@dIrin.edu.cn。第3期马思群等：铁路机车车辆虚拟样机数据协调关键技术研究l59序。基于

7、上述原因，在数据流上层引入PDM系统。PDM作为集成框架，提供了工具集成和应用封装机制。仿真过程所用的软件，如三维建模工具、运动学和动力学分析工具、有限元分析工具都封装在PDM中。PDM使研究人员明确在仿真的不同阶段采用合适的仿真工具，并保证将正确的数据在正确的时间通过正确的方式传递给正确的人。基于上述思想制定出由不同仿真专家参与的开发流程，结合PDM的应用封装机制，可将铁路机车车辆的仿真过程置于受控状态，同时因PDM只管理应用系统产生的文件整体，无需过多地管理模型的内部数据，也降低了编程难度并减少了时间

8、与资金2铁路机车车辆虚拟样机系统数据协调的的投入。以某摆式列车转向架轴箱箱盖的三维设计关键技术为例，由系统的建模过程管理指导，首先根据二维图纸初步形成三维实体模型概念，再找出特征组成，如铁路机车车辆虚拟样机系统的关键环节在于实通孔、凸台、凹陷。建模时，遵循从整体到局部、从简现系统中分析数据的协调与集成，保证模型分析数单到复杂的原则，在CAD工具中（如PRO/E、UG据在整个物理模拟过程中的完整性、最新性、可跟踪等），快速地实现