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《西南交通大学》 2006年
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面向CAD设计模型的计算多体动力学虚拟原型

王颋  
【摘要】:论文研究的虚拟样机领域,其重要特征是在设计阶段集成设计与仿真分析,转化设计模型为分析模型是设计与仿真集成的重要组成部分。随着数学、力学、机械、电子、计算机科学等学科的发展而发展起来的计算多体系统动力学对于提高机电产品和系统的设计分析水平具有非常重要的意义。在虚拟原型研究中,开发通用的、开放性的多体系统动力学软件,对虚拟原型在综合仿真方面扩展具有重要的价值。 虚拟原型研究中,CAD设计模型与分析模型关联方面现有研究成果更多地集中在结构分析方面,对性能仿真应用的支持较少。论文集成了CAD设计模型与多体系统动力学仿真性能分析模型,提出并实现了CAD模型下的多体动力学虚拟原型框架和求解流程。基于面向对象的建模思想,对已有的研究模型进行通用性扩展,研究了针对计算多体系统动力学的设计分析集成模型的形式化表达方式和实例化构建方案。 采用多体动力学笛卡尔坐标建模形式,开发软件进行研究。广泛地实现了多种不同的计算求解方法,例如,直接法、增广法、隐式变量分离法等。研究了不同求解方法的详细实现算法和不同求解方法参数的特征。研究了一般性的DAE理论对于微分—代数方程的求解方法后,提出对于DAE理论下受约束多体系统微分—代数动力学方程的表达形式和求解方法。 从虚拟原型的研究出发,以对多体系统动力学的分析为分析应用背景。在需要开放分析模型内部构造的前提下,开发了笛卡尔坐标建模形式的三维多刚体系统动力学软件d3Mechs。软件开发中以软件工程面向对象思想为出发点,对多体动力学系统进行建模,采用UML(统一建模语言)分析、表达、开发多体动力学软件。d3Mechs开发中充分利用了多态、封装等面向对象特性,实现多体动力学软件程序的复用与内部细节的封装。因此,软件具有很强的可扩展性与可维护性,例如,支持数值算法程序的可重用性和可扩展性(如线性代数算法、积分算法等);支持三维操作算法的数据结构,并且实现了面向对象的封装(如空间矢量变换、约束库的矩阵运算等);开发了表达式语法解析工具,实现了函数表达式的自动识别与自动计算。论文应用的开发方法和实现的开发工具,在研究、开发通用的机械系统虚拟原型中具有很强的可扩展性和实用价值。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP391.72

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王颋;许明恒;张卫华;;面向CAD组件模型的多体系统虚拟原型实现技术研究[J];系统仿真学报;2008年08期
2 袁建国;;CAE技术在汽车产品开发中的应用[J];中国高新技术企业;2011年15期
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2 武起立;基于多体动力学船舶柴油机推进轴系轴承润滑研究[D];大连海事大学;2012年
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1 周虹;高速列车多体动力学参数提取与模型转换关键技术研究[D];浙江大学;2012年
【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 王虎奇;陈树勋;;基于ADAMS的装载机前车架有限元分析载荷求解[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王成龙;复杂机电系统统一建模与仿真技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
3 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 詹峰;井下煤仓清仓机器人机械臂结构设计与新型清仓技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
4 于张喜;立式刨切机机构设计优化[D];山东科技大学;2010年
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8 梁鹏飞;基于数字化功能样机的炸药破碎机性能分析[D];长春理工大学;2010年
9 史永伟;轮式装载机驱动桥多体动力学仿真分析[D];浙江理工大学;2010年
10 王俊军;蔬菜钵苗移栽机关键部件的参数优化、数字化设计及研制[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 程颖;宋潇;孙善超;;曲轴系柔性多体动力学与动力润滑耦合仿真[J];北京理工大学学报;2006年04期
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7 王宏志;魏海军;关德林;陈椿芳;;中间轴承对船舶轴系力学状态影响的数字模拟[J];船舶力学;2006年01期
8 程志红;闫海峰;陈光柱;谭建荣;李柳;;面向运动学动力学求解的产品信息建模[J];东华大学学报(自然科学版);2006年05期
9 张云清;高斯;李凌阳;覃刚;陈立平;;基于多体力学的车辆动力学控制系统仿真及优化[J];动力学与控制学报;2007年01期
10 赵维加,潘振宽,洪嘉振,刘延柱;多体系统动力学微分/代数方程组的一类缩并算法[J];纺织高校基础科学学报;1995年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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8 孙军;曲轴—轴承系统摩擦学、刚度和强度的耦合研究[D];合肥工业大学;2005年
9 杨金福;流体动力润滑及轴承转子系统的稳定性研究[D];华北电力大学(北京);2006年
10 龚科家;CAE驱动的汽车覆盖件模面设计系统若干关键技术研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 曹晶;CATIA船舶结构设计模型与有限元模型数据转换[D];大连理工大学;2010年
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6 张磊;变速器齿轮弯曲应力分析有限元软件的开发[D];吉林大学;2007年
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8 常萌;基于XML的CAD零件信息提取技术的研究[D];西南交通大学;2009年
【二级引证文献】
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 高磊;机械系统运动学分布式仿真[D];青岛大学;2002年
【相似文献】
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4 本报记者 谢桂珍;浩辰CAD2009全球发布[N];机电商报;2009年
5 高晰冰;浩辰CAD签约徐工集团 工程机械信息化刮起“中国风”[N];机电商报;2009年
6 木雪;中望收购美国CAD软件致力研发三维设计[N];中国建设报;2010年
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9 本报记者 徐恒;CAD:深度集成加速 向PLM转型[N];中国电子报;2008年
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4 赵文辉;电子产品并行设计方法及虚拟原型仿真环境研究[D];国防科学技术大学;2002年
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6 许佳音;基于CAD变量几何法并联机床加工复杂曲面的关键技术研究[D];燕山大学;2010年
7 陈田;基于虚拟原型的机械产品网络化快速开发原理与实施方法及其在水泵CAD系统中的应用[D];四川大学;2001年
8 沈莞蔷;CAD中变次数B样条的理论及其应用研究[D];浙江大学;2010年
9 胡权;微波管电子光学系统数值模拟及CAD技术研究[D];电子科技大学;2011年
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1 王军;钣金展开CAD图形代码处理技术[D];西安电子科技大学;2010年
2 段晓霞;规范化的发动机主要零部件CAD系统开发研究及应用[D];中北大学;2011年
3 梁长记;注塑模具CAD脱模系统的研究与开发[D];山东大学;2010年
4 赵德金;基于Pro/E的齿轮CAD系统的研究与开发[D];延边大学;2010年
5 李静芳;参数曲线曲面在服装CAD中的造型研究[D];浙江理工大学;2010年
6 张秀平;Pro/E环境下钻削类组合机床主轴箱CAD系统的研究[D];河北农业大学;2011年
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8 屈名胜;常用机械传动零部件CAD系统设计[D];西北农林科技大学;2010年
9 姚立民;面向广域网络的桥式起重机参数化CAD/CAE一体化系统研究与应用[D];中北大学;2011年
10 杨冬营;铁路中间站平纵横集成式CAD系统研究[D];西南交通大学;2010年
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