面向设计重用的柴油机数字样机构建技术.pdf

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1、ExperienceIM面向设计重用的柴油机数字样机构建技术撰文/中国北方发动机研究所杨维峰姚亮宇杨俊恩张志军为了实现柴油机的数字化设计制目前，美、德、日等发达国家通过采用先进的物联网技术，打造数字化工造一体化集成，本文研究了数字化技厂，实现了从采购、生产到销售和服务的全产业链的数字化，而我国在数字化术的发展趋势，描述了柴油机数字样制造领域尚缺乏自主知识产权的数字化制造技术，迫使我国加快工业转型升级机的定义，阐述了主动地应用、创建的步伐，借鉴德国工业4.0计划，使工业化、信息化深度融合，力争在2025年设计重用资源

2、，构建柴油机数字样机从工业大国转型为工业强国。企业要进行产品结构调整和自主产品创新，通过的关键技术，主要包括仿真模型的阶产品设计手段与设计过程的数字化和智能化，应用数字样机技术，以全新的设段性继承重用、自顶向下模块化设计计模式和开发体系，给设计过程加入数字化的验证手段，显著提高产品研发速方法、产品数据管理、知识工程以及度和研发质量，降低研发成本，不断提高企业的产品创新能力、快速反应能力、软件系统集成等技术。竞争能力和经济效益。面向设计重用，就是主动地应用和创建设计重用资源(包括知识、技术和系统等)。构建柴油机数字样

3、机是充分体现了设计重用思想的创新活动。一、柴油机数字样机随着虚拟产品开发（VirtualProductDevelopment，VPD）和产品全生命周期管理（ProductLifecycleManagement，PLM）等多种数字化技术的应用，产品创新领域引发了大变革，数字样机技术是各领域CAX/DFX技术的发展和延伸。在数字样机概念出现前期，国内外文献出现了数字化产品模型技术（DigitalMock-Up）或数字化样机（DigitalPrototype）、功能虚拟样机（FunctionalVirtualProtot

4、ype）或虚拟样机（VirtualPrototype）、虚拟工厂仿真（VirtualFactorySimulation）或数字工厂（e-Factory）等概念，表明仿真在产品设计过程中的应用趋于协同化和系统化，而且越来越广泛而深刻，由原先的局部应用（单领域、单点）逐步扩展到系统应用（多领域、全生命周期）。GB/T26100-2010《机械产品数字样机通用要求》对数字样机（DigitalMock-Up，DMU）的定义是：对机械产品整机或具有独立功能的子系统的数字化描述，这种描述不仅反映了产品对象的几何属性，还至少在某

5、一领域反映了产品对象的功能和性能。产品的数字样机形成于产品设计阶段，可应用于产品的全生命周期，这包括：工程设计、制造、装配、检验、销售、使用、售后·35·IM经验和回收等环节；数字样机在功能上可实现产品干涉检查、二、构建柴油机数字样机的阶段性继承重用运动分析、性能模拟、加工制造模拟、使用者培训、宣传数字化产品开发主要包括三维几何建模技术、产品数和维修规划等方面。字化定义、数字化装配技术、数字化仿真分析以及产品的根据功能和应用对象，柴油机数字样机可以分为以结数字化加工等部分。在产品数字化定义的基础上，通过虚构样机、性

6、能样机和功能样机等为主的设计信息样机，以拟装配，协调各零件之间的间隙，排除各种不合理的设计及以制造样机、装配样机、展示样机和培训样机等为主的和干涉，进行运动机构分析，模拟零部件安装、拆卸分析，专用样机。功能、性能交互仿真分析，系统部件行为的交互模拟分析结构样机是用于描述柴油机几何形状的数字样机，是等一系列设计活动，最终形成数字样机。柴油机外形轮廓、基本结构等方面的数字化表达。除了柴柴油机数字样机研发过程中至少需要进行概念设计、油机内部和外部各零部件的几何形状外，结构样机还包含方案设计和工程设计三轮样机构建。数字样机

7、仿真是可演了柴油机重量、重心等信息，并支持零部件运动间隙、干进的，上一阶段的数字样机是下一阶段设计的输入和依据，涉检查和尺寸链等信息的获取。每一阶段数字样机都已经首先包含上一阶段数字样机的所性能样机是侧重于产品性能描述的数字样机，用于柴有相关信息，不同阶段仿真模型是继承重用。具体如表所示。油机性能、子系统参数的设计与表达，支持燃烧过程分析表各设计阶段包含的数字样机与控制。通过从性能样机中提取结构及参数，可以进行供数字样机概念设计阶段方案设计阶段工程设计阶段油系、进排气系（含增压）、冷却系和润滑系的参数设计设计结构样

8、机√√√和结构优化，支撑子系统间协调优化。性能样机还包含柴信息性能样机√√√样机功能样机√√油机可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性和环境适制造样机应性等方面的信息。性能样机允许按子系统（燃烧、供油、专用装配样机电控、进排气和冷却和润滑等）分别创建。√样机展示样机功能样机是侧重于产品功能描述的数字样机，用于培训样机柴油机零部件的设计与表达，可以进行曲轴连杆