关于地质工程类论文范本,与虚拟样机技术在地质工程机械中的应用相关毕业论文致谢

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【摘 要】虚拟样机技术作为一种全新的产品开发方法,使传统地质工程机械设备设计制造发生了根本性改变,节约了大量成本投入,提高了企业市场竞争力.本文对虚拟样机技术在地质工程机械中的应用进行了浅显的探讨.

【关 键 词】虚拟样机地质工程机械机械系统动力学自动分析

地质工程机械作为工程机械设备在国民经济建设中国起到重要作用,其应用范围较为广阔,特别是在工程地质勘察、能源开发、地质灾害防治等领域应用更为广泛.虽然我国地质工程机械设备的研发取得了一定成绩,但是其设计和制造所需要的时间较长、投资的成本较大,随着产品老化加剧,其市场竞争力逐渐降低.为了提高地质工程机械制造企业的市场竞争力,需要引用全新的产品开发方法.作为一种全新的产品开发方法,虚拟样机技术是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法,在地质工程机械的应用使地质工程机械的研发过程从物质流和资金流转向为数据流和信息流,体现出数字化设计制造新理念[1].

1虚拟样机技术简介

虚拟样机技术（VPT,virtualprototypingtechnology）就是利用计算机技术建立起机械系统的数字化模型,由于该数字化模型能中的图形能反映系统在真实条件下的各种特性,因此,可以通过对数字化模型图形的修改来实现最优化设计方案的建立.虚拟样机技术集合了多个学科的相关知识,与多体系运行学和动力学建模理论和技术实现之间有密切联系,是一种集建模技术、仿真技术、交互式用户界面技术、虚拟现实技术等众多技术于一身的综合应用技术.虚拟建模技术作为一项技术是计算技术在工程领域的应用,但它又不仅仅是一项技术更是一种崭新的设计理念[2].从传统的产品设计研发流程中,我们看到产品是由最初产品概念出发,进而进入产品的设计,之后建造物理样机,再进行试验,之后反馈设计,如此循环,最终形成最终产品.这一流程中,每循环一次都要进行一次样机制造,这就使产品的开发周期大大延长,与此同时,产品的开发成本也随之增加,再加上,由于传统产品开发流程中往往将重心放在产品的局部优化上,而对产品的整体性能考虑不周,导致最终形成的产品出现诸多设计上的问题,严重影响了产品设计质量.虚拟样机技术一改传统的产品开发流程,将传统的产品开发流程通过数字化的方式来进行,从而不必进行物理样机的建造,不仅使产品的开发周期大大缩短,而且也节约了大量的产品开发成本.此外,通过设计方案的优化,使产品整体性能得到大幅度提升.

2地质工程机械实施虚拟样机技术方法

在地质工程机械实施虚拟样机技术,首先通过市场调查,考察市场需求,根据市场的需求,将地质工程机械系统的总体参数和各项性能指标得以确定下来,之后利用专家系统起草地质工程机械的初步设计方案.根据初步的设计方案,地质工程机械设备总体设计按照模块化设计思路分为一组相互连接的功能模块集合.之后对模块功能进行详细地分析,将地质工程接卸设备划分为多个功能子系统,如机械系统、启动控制系统、液压控制系统等.子系统划分完成以后对每个子系统进行细化,产生概念样机.之后将产生的概念样机通过相关的虚拟样机平台得出地质工程机械的虚拟样机.虚拟样机形成以后,要从产品开发需求角度出发,利用仿真分析平台,对虚拟样机功能性进行仿真分析,并利用仿真分析平台对地质工程机械设备虚拟样机的行为进行模拟分析.产生的分析结果,用于指导产品设计模型的修改以及相应仿真分析模型的修改.在反复的建模、仿真分析、模型改进的流程中,逐渐实现产品的开发需求,形成预期的虚拟样机.

3虚拟样机技术的应用

以地质工程机械设备中常用的气动潜孔锤为例,介绍虚拟样机技术的应用.气动潜孔锤的工作环境较为特殊,具有复杂性,且气动潜孔锤的运动的耦合、非线性表现明显.从气动潜孔锤的研发上来看,目前大多是建立在传统的产品开发方法基础上.无阀式气动潜孔锤作为气动潜孔锤的一种,在进行建模时,借助机械系统动力学自动分析软件（AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems）、Pro/Engineer三维造型软件、ANSYS有限元分析软件[3].无阀式气动潜孔锤虚拟样机模型得以建立,并对形成的虚拟样机模型进行仿真分析,进而将虚拟样机在地质工程机械产品制造中的巨大作用体现出来.机械系统动力学自动分析软件具有建模、求解、可视化功能,是虚拟样机的重要平台,在世界机械设计制造中得到广泛的应用.通过机械系统动力学自动分析软件可以生成任意机械系统的虚拟样机虚拟模型[4].由于潜孔锤零件复杂性较强,先利用Pro/Engineer三维造型软件生成参数化的零件实体,后通过机械系统动力学自动分析软件与Pro/Engineer三维造型软件接口将潜孔锤的模型传递给机械系统动力学自动分析软件,同时将由ANSYS有限元分析软件产生机械系统动力学自动分析软件的柔性体零件,之后在机械系统动力学自动分析软件中完成运动约束、运动激励的定义,产生参数化的虚拟样机模型.机械系统动力学自动分析软件Solver模块依据虚拟样机模型生成动力学方程,并提供所需要的解算结果.最后利用后处&

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4结语

利用机械系统动力学自动分析软件、Pro/Engineer三维造型软件和ANSYS有限元分析软件成功建立起了气动潜孔锤的虚拟样机模型,并对其动态特性进行了分析,充分显示了虚拟样机技术在地质工程机械产品开发中的重要作用,相信随着虚拟样机技术应用越来越成熟,地质工程机械产品研发水平将会得到进一步提高.

参考文献：

[1]李瑞涛,方湄,张文明,彭龙洲.虚拟样机技术的概念及应用[J].金属矿山,2010,（7）：38-40.

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[2]王国彪,程小虎.工矿设备设计新模式）））基于虚拟样机的设计联盟[J].矿山机械,2010（7）：256-257.

[3]杜祥麟,李振亚.地质系统地质机械的研究与开发[J].探矿工程,2009,（增刊）：232-234.

[4]宁晓斌,张文明,王国彪.用虚拟样机技术分析鼓式制动器的振动[J].有色金属,2010,55（2）：105-107.

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