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集装箱装卸桥虚拟样机的开发与研究

张轶琛  
【摘要】:虚拟样机技术(Virtual Prototyping Technology)是指在产品设计开发过程中,将分散的零部件设计和分析技术柔和在一起,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。 集装箱装卸桥存在着机构、结构、液压、电气、控制、信息等各类理论和技术的集成,关于集装箱装卸桥的设计研究具有明显的综合性、学术性和应用性,而现在有关集装箱装卸桥虚拟样机设计技术的研究却基本开展的很少,本项目的研究将弥补这方面的空白。 本文的主要研究内容和工作有: (1) 集装箱装卸桥虚拟样机三维表现系统的设计。通过对虚拟样机的设计和测试评估过程进行虚拟三维的可视化,并辅以多种表现形式(如文本、图表等),将整个虚拟实验过程以直观的发布方式表达出来。 (2) 以全息建模原理为理论依据,利用面向对象技术对集装箱装卸桥的功能、原理、布局、形态和结构进行综合分析,对其结构、机构这两大系统分别进行相应的建模特征描述和参数化分析。 (3) 根据对集装箱装卸桥各部分特征情况分析描述,利用MultiGen Creator软件进行虚拟样机的三维几何建模,快速生成集装箱装卸桥虚拟样机的三维外观。 (4) 研究集装箱装卸桥的实际运行环境,建立虚拟样机测试的虚拟运行环境和相应的运动学的仿真模型。在LynX中定义各种面板参数,进行程序的初始化,再通过对集装箱装卸桥工作过程的分析,结合C语言编程进行二次开发,实现虚拟样机的运动仿真。 集装箱装卸桥虚拟样机设计研究是根据现代港口机械的设计发展的要求,为设计人员提供有效的三维虚拟环境下的可视化设计和交互手段,通过虚拟浏览、虚拟布局、工作原理、工作过程的动态系统仿真使设计者及用户能直观动态的了解产品性能、布局及工作原理等。设计者在产品设计过程中,可以对集装箱装卸桥进行虚拟加工、装配和评价,进而避免设计缺陷,有效地缩短产品的开发周期,同时降低产品的开发成本和制造成本,提高其市场竞争力。


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