考虑力学性能的数字样机可视化技术研究.pdf

第29卷第10期
计算机仿真
是こ,。、,,,一
2012年10月
文章编号:1006-9348(2012)10~0314-04
考虑力学性能的数字样机可视化技术研究
郑澎,何铁宁,赵英峰',杨云斌
(1.中国工程物理研究院计算机应用研究所,四川绵阳621900;
2.中国工程物理研究院结构力学研究所,四川绵阳621900
摘要:数字样机系统主要以几何样机技术为基础,考虑装配、维修等工艺过程来构造。但是在一些复杂的大型装置的数字样
机中,由于工艺复杂并且要求较高,装配力等力学特性是必须考虑的,通过有限元计算得到的精确的分析结果,难以与数字
样机进行集成可视化仿真。针对上述问题,提出了一种有限元计算结果,通过实时插值运算,实现与数字样机的交互过程的
同步可视化的方法,构造了一个典型的数字样机原型系统,是几何样机过渡到物理样机的一个较好技术尝试。
关词:数字样机;有限元;可视化
中图分类号:T391.72文献标识码:B
Research on Digital Prototyping Visualization
Considering Mechanics Performance
ZHENG Peng, HE Tie-ning, ZHAO Yin-feng, YANG Yun-bin
(1. Insitute of Computer Application Research, China Academy of Engineering Physics
Mianyang Sichuan 621900, China
Insitute of System Engineering, China Academy of Engineering Physics, Mianyang Sichuan 621900, China
ABSTRACT: Virtual maintenance is based on geometry mock-up and considering assembly and maintenance tech
nics at the same time. However, some complicated digital mock-up of large-scale equipments must consider vari
ous mechanics factors such as assembling force, because of the complicated technics and high requirement. Accurate
FEA analysis results cannot be visualized with the interactive process of digital prototyping inte. A method
was proposed, which was based on the EA analysis results. Through real time inerpolation, synchronized visualiza
tion with interactive process of digital mock-up was realized. A digital mock-up prototype system considering as-
sembling force was constructed, and it is also a good attempt of transmitting from geometry prototyping to physics pro-
totyplng
KEYWORDS: Digital Mock-up; FEA; Visualization
基于物理属性的数字样机技术研究的基础是构建良好
1引言
的可视化交互环境,能为评估仿真结果提供更直观的工
目前数字样机系统主要以几何数字样机技术为基础,对具。虚拟装配维修中,零件配合过程的可视化交互通常是
产品的物理属性考虑较少,导致数字样机与实物样机的相似根据简化的局部动力学和运动学模型以及场景更新的实时
程度有限,直接影响基于数字样机的仿真、评价等过程。真计算来完成2り,更精确的滑动配合、过渡配合、紧配合过程
实产品不仅与产品构形有关,还与产品质量、摩擦系数、装配的摩擦力、预紧力等装配力无法观察,通过有限元计算虽能
力等物理信息密切相关,为了更真实地模拟装配、维修等过得到物理特性的更精确的性能分析和仿真结果,但在有限元
程,基于物理属性的数字样机技术研究是目前数字样机技术计算中,无论是显式解法还是隐式解法,无法做到实时分析
研究的热点。
和求解,不能满足虚拟环境的高刷新频率的需要
基金项目:中国工程物理研究院科学技术发展基金重点
本文提出的方法是:将装配力等物理特性的有限元分析
(2009A0203011
结果导人虚拟环境,通过快速插值运算,实现数字样机与有
收稿目期:2011-10-25修回日期:2012-01-13
限元分析结果的集成可视化,显示配合过程中的力学特性,
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万方数据