yb_多体动力学绪论解读.ppt

汽车多刚体系统计算力学 教材和参考书 刘延柱，洪嘉振，杨海兴 多刚体系统动力学 ，北京，高等教育出版社，1989 陆佑方 柔性多体系统动力学，北京，高等教育出版社，1996 洪嘉振，计算多体系统动力学 ，北京，高等教育出版社，1999 主要内容 多体系统动力学的理论与研究现状 多刚体动力学 多柔体动力学 多体系统动力学在汽车工程中的应用进展——数字化样车技术 考核方式与要求： 利用所学的有关多刚体动力学的方法，针对车辆的实际撰写一篇科技论文或技术报告，要求符合科技论文的写作要求，具有独特的见解。 主要内容 多体系统动力学的理论与研究现状 多刚体动力学 多柔体动力学 多体系统动力分析部分商业化软件简介 多体系统动力学在汽车工程中的应用进展——数字化功能样车技术 考核方式与要求： 利用所学的有关多刚体动力学的方法，针对车辆的实际撰写一篇科技论文或技术报告，要求符合科技论文的写作要求，具有独特的见解。 绪论虚拟样机 虚拟样机技术是指在产品开发过程中，将分散的零部件设计和分析技术（指在某单一系统中零部件的CAD和FEA技术）揉合在一起，在计算机上建造出产品的整体模型，并针对该产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 涉及多体系统动力学、计算方法与软件工程等学科。它利用软件建立机械系统的三维实体模型和力学模型，分析和评估系统的性能，从而为物理样机的设计和制造提供参数依据。 是市场激烈竞争的拉动和技术迅速发展的推动共同作用的结果。随着经济贸易的全球化，市场竞争日趋激烈，在缩短开发周期，提高产品质量，降低成本以及对市场的灵活反应要求下，传统的产品开发方式已不能满足要求。 数字汽车 所谓功能化数字汽车是一个完整的车辆虚拟样机，包括数字实体模型、功能虚拟原型和虚拟工厂仿真。它利用精确数学模型来代替包括底盘、发动机、传动系以及车身等创建一个虚拟的整车。车辆性能可通过虚拟实验台环境或者虚拟实验场来重现现实世界中的车辆行为。设计的虚拟样机可以同物理样机试验结合起来，观察实车子系统（如ABS自动防抱死系统、牵引控制系统）的实时运动。设计参数可根据实车试验数据进行预估、优化，而且可与全球的工程师共享设计成果。 为什么采用功能虚拟原型 全球竞争和客户需求的提高给汽车制造商带来了巨大的压力。不仅要求缩短开发时间，而且必须用更低的成本制造更高质量和性能的产品 产品的创新性、仪器设备、试验和系统的硬件原型是现在产品设计的瓶颈 传统的CAD/CAM/CAE方法不能够提供一种好的方法来打破这个瓶颈。 数字实体模型、功能虚拟原型、虚拟工厂仿真能够提供的面向系统级的解决方案，从而能够在新产品设计的速度、成本、质量方面取得突破。 虚拟原型技术的优点 降低工程制造和测试费用 在产品制造之前，就可以发现并更正设计错误，完善设计方案 在产品开发过程中，减少所需的物理样机数量 当进行物理样机试验有危险、费用和成本高时，可利用虚拟样机进行分析和仿真 缩短产品的开发周期 从物理原型到虚拟原型 传统的设计过程 虚拟原型设计过程 物理和虚拟原型开发过程的对比 传统的CAD/CAE/CAM vs.系统层次的虚拟原型 传统的CAD/CAE/CAM是一种面向零件层次的设计 功能虚拟原型则是一种面向系统层次的设计 面向部件和系统的CAD/CAE/CAM 面向系统CAD/CAE/CAM的技术分类 功能虚拟原型的五个阶段 功能虚拟原型的开发流程 建模——目标设定 系统设计建模会推动供应商间的联系 验证阶段能够进行多目标优化 虚拟和物理的场地、实验室试验 虚拟原型的细化 自动建造汽车模型和事件 分析人员用基于模板的设计系统创建一系列能反映开发人员要求的设计模板 模板自动地创建子装配体和系统的虚拟模型 产品数据模型管理系统的集成，能够快速地进行新设计和已有产品性能之间的比较 模板的公开使得建造企业范围的虚拟原型成为可能。所有工程师都可以参与新设计的评价，有利于激发的创造性和获取集体的设计知识 基于模板的设计系统 虚拟原型的实际利益 Ford汽车公司在一种新车型开发中运用虚拟原型技术节省的费用 企业范围的虚拟原型 功能数字样车的实现 数字样车试验 虚拟原型能更有效管理开发风险 功能虚拟原型的使能因素 现在能够使用大部分系统零件的三维实体模型和有限元模型，而在过去则不行 研究出新的简单的零件数据表示方法，从而能够有效的进行大系统仿真； 现在有了大量便宜的能够迅速分析和显示系统级别模型的快速图形工作站 产品数据管理系统使得系统级别的设计能够利用海量的数据 功能虚拟原型的限制因素 很少有综合性大学来系统学习这些新技术，从而限制了相关技术的研究 使用硬件进行试验的观点在某些制造公司里已经根深蒂固，而且这些新技术被看