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农牧业机械计算机辅助分析
第一章 绪论 第1节 概述 一、设计参数的确定 二、常规设计过程 三、计算机发展历程 四、现代设计过程 虚拟样机技术 包括三部分:虚拟物理样机 虚拟功能样机 虚拟工厂 虚拟产品开发流程 数字化物理样机(Digital Mock-up) 数字化物理样机用于快速评估组成产品的全部三维实体模型装配件的形态特性和装配性能。 不是强调结构上的设计,而是更重视物理样机零部件的形态特性和系统装配特性的数字化检视。 充分利用镶嵌式的三维零件实体造型技术,以增强对大型系统的快速显示和浏览能力,实现造型、装配、浏览、运动包迹、冲突检测等功能。 功能虚拟样机(Functional Virtual Prototyping) 功能虚拟样机用于评价已装配系统整体上的功能和操作性能; 充分利用三维零件的实体模型和零件有限元模型的模态表示,在虚拟实验室或虚拟试验场的试验中精确地预测产品的操作性能。 如运动/操纵性、振动/噪声、耐久性/疲劳、安全性/冲击、工效学/舒适性等等。 虚拟工厂仿真(Virtual Factory Simulation) 虚拟工厂仿真用于评价产品的制造性能,对产品完整的制造和装配过程进行仿真,以解决产品制造和装配过程中的公差、机器人、装配、序列等问题。 三者在产品数据管理(PDM)系统或产品全生命周期管理(PLM)系统的基础上实现集成。 第2节 计算机辅助分析的特点 第3节 农牧业机械理论分析的特点 土壤(影响因素多) 生物体(动物、植物) 气候、环境 非机械运动情况较多 作用对象、环境复杂,具有时序性 多数情况超出一般理论研究的范围 受力复杂,非纯刚体、非纯机械运动和受力情况多 干燥问题 粉碎问题 压缩问题 挤奶问题 田间作业问题 第4节 进行农牧业机械计算机辅助分析的要求 1、熟悉被研究对象 2、要有扎实的专业知识 3、要有较坚实的基础理论 4、具有较广的相关学科知识 5、具有较好的实践经验 6、具有较好的计算机应用能力 第5节 虚拟样机和仿真技术 1、虚拟样机技术定义 2、虚拟样机技术涉及的内容 3、仿真的定义 4、模拟的类型及定义 物理模拟 数学模拟 计算机模拟 物理模拟 5、虚拟与仿真的作用 6、建模步骤: 熟悉建模对象的特征 收集文献资料 确定模型的类型 进行试验研究、理论分析,并建立数学模型 根据数学模型编程 运行、调试程序 分析结果,并获得结论 * * 机械机构 计算机辅助分析 王春光 常用方法 类比法 经验估计法 试验法 分析计算法 制造 设计 使用 1946年第1台计算机 1951—58年第一代 1959—63年第二代 1964—70年第三代 1971年—第四代 智 能 计 算 机 虚拟样机设计 辅助和仿真分析 设计 制造 使用 Computer Aided Analysis Simulating Analysis Computer Aided Design Computer Aided Manufacture Virtual Prototyping 优化设计 有限元 可靠性 Computer Aided Engineering 1、分析速度快,利于缩短设计周期 2、分析结果准确、精度高 3、代替人类完成难度大、工作环境恶劣、 甚至靠人工无法完成的事业 4、分析计算可靠 5、通过优化研究, 利于获得最佳参数和最优结果 6、通过人机对话, 及时调整设计参数、 分析处理所要求的问题 7、可以调用现有数据库数据 8、借助网络,实现资源共享 9、利于实现虚拟和仿真分析 1、因素的复杂性 2、理论的适应性 3、多学科的交叉性 涉及到: 生物物理 生物化学 传热 流变学 动物学 医学 土壤学 生态学…. 在产品设计过程中,将产品分散的零部 件设计和分析技术揉和在一起,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。是一项计算机辅助工 程(Computer Aided Engineering)技术 其核心部分是多体系统运动学与动 力学建模理论及技术实现,同时还包括 三维CAD建模技术、有限元分析技术、 机电液控制技术、最优化技术等相关技 术。应用数学中的数值算法提供了求解 这种问题的有效的快速算法。 在试验室条件下,利用 计算机等工具使已发生或将 要发生事件的某一或全部特 征真实再现 在遵循原系统规律的前提条件 下,根据相似理论,放大或缩小原 系统
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