基于知識(shí)的復(fù)雜產(chǎn)品動(dòng)力學(xué)仿真前處理模型構(gòu)建技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、復(fù)雜產(chǎn)品通常都是復(fù)雜的大系統(tǒng)，往往由成千上萬(wàn)的零部件、子系統(tǒng)組成，其組成復(fù)雜，功能復(fù)雜，行為復(fù)雜。構(gòu)建動(dòng)力學(xué)仿真前處理模型，提取復(fù)雜產(chǎn)品中的構(gòu)件層次信息、裝配約束信息和力元信息，是分析復(fù)雜產(chǎn)品動(dòng)力學(xué)性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前復(fù)雜產(chǎn)品動(dòng)力學(xué)仿真前處理模型的構(gòu)建主要通過(guò)動(dòng)力學(xué)分析軟件自帶的建模功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者經(jīng)由專(zhuān)用接口從其設(shè)計(jì)幾何模型中導(dǎo)出，這些方法不僅效率較低且容易造成模型轉(zhuǎn)換過(guò)程中動(dòng)力學(xué)分析所需參數(shù)信息的丟失。針對(duì)以上問(wèn)題，本文以高速列

2、車(chē)為對(duì)象，研究了復(fù)雜產(chǎn)品動(dòng)力學(xué)仿真前處理模型構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)，并基于CAA二次開(kāi)發(fā)技術(shù)在CATIA系統(tǒng)中進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真前處理模型構(gòu)建系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。
　　第一章綜述了復(fù)雜產(chǎn)品動(dòng)力學(xué)仿真前處理模型構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，包括多體動(dòng)力學(xué)模型拓?fù)湫畔⒌奶崛?、面向?dòng)力學(xué)仿真的幾何簡(jiǎn)化模型構(gòu)建和高速列車(chē)鐵軌線路三維模型構(gòu)建，討論了上述技術(shù)目前存在的問(wèn)題，并給出了課題來(lái)源與研究?jī)?nèi)容，介紹了本文的組織結(jié)構(gòu)。
　　第二章提出了基于

3、知識(shí)導(dǎo)航的復(fù)雜產(chǎn)品多體系統(tǒng)拓?fù)湫畔⑻崛》椒?。通過(guò)建立知識(shí)規(guī)則將高速列車(chē)系統(tǒng)的構(gòu)件層次信息和裝配約束信息以圖的形式來(lái)描述，然后遍歷其關(guān)聯(lián)矩陣獲得對(duì)應(yīng)的層次和約束信息。建立高速列車(chē)系統(tǒng)力元知識(shí)規(guī)則，對(duì)高速列車(chē)系統(tǒng)的力元信息進(jìn)行提取，通過(guò)力元零件的連接作用面識(shí)別力元的關(guān)聯(lián)標(biāo)志點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)高速列車(chē)系統(tǒng)拓?fù)湫畔⒃谇疤幚砟Ｐ椭械闹貥?gòu)。
　　第三章提出了基于結(jié)構(gòu)特征識(shí)別的復(fù)雜產(chǎn)品前處理幾何簡(jiǎn)化模型構(gòu)建技術(shù)。根據(jù)模型結(jié)構(gòu)層次知識(shí)對(duì)高速列車(chē)產(chǎn)品進(jìn)行

4、分解，將其中主要研究對(duì)象車(chē)體、轉(zhuǎn)向架和輪對(duì)進(jìn)行抽象簡(jiǎn)化建立簡(jiǎn)化模型庫(kù)，通過(guò)零部件鄰接特征的相似度計(jì)算實(shí)現(xiàn)復(fù)雜模型到簡(jiǎn)化模型的匹配。最后將復(fù)雜模型中零部件尺寸信息和位姿信息映射至簡(jiǎn)化模型中，從而實(shí)現(xiàn)高速列車(chē)幾何簡(jiǎn)化模型與復(fù)雜模型結(jié)構(gòu)信息的一致性。
　　第四章提出了基于真實(shí)軌道信息參數(shù)驅(qū)動(dòng)的鐵軌線路建模技術(shù)。從真實(shí)軌道信息中提取高速列車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真軌道線路建模所需的參數(shù)，用三次拋物線來(lái)描述軌道的緩和曲線線路，通過(guò)對(duì)軌道線路緩和曲線參數(shù)和

5、圓曲線位置要素的求解在CATIA中實(shí)現(xiàn)了軌道線路模型的構(gòu)建。最后對(duì)列車(chē)運(yùn)行時(shí)輪軌系統(tǒng)坐標(biāo)系的變換進(jìn)行了分析，并計(jì)算了列車(chē)運(yùn)行時(shí)零部件的位姿。
　　第五章進(jìn)行了產(chǎn)品動(dòng)力學(xué)仿真前處理模型構(gòu)建系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用?；贑AA二次開(kāi)發(fā)技術(shù)在CATIA設(shè)計(jì)平臺(tái)中提取高速列車(chē)系統(tǒng)中構(gòu)件層次、裝配約束和力元等拓?fù)湫畔ⅲㄟ^(guò)集成以上數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了高速列車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真前處理模型的構(gòu)建。最后在運(yùn)動(dòng)仿真模塊中實(shí)現(xiàn)了列車(chē)模型在軌道線路上的運(yùn)動(dòng)模擬和列車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各