第 ２期 （ 第 １ ５期 ） 总 ６
２１ ０ １年 ４月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ０Ｍ ＡＴ１ ０Ｎ
Ｎ ｏ． பைடு நூலகம் ２ Ａ ｐｒ ．
文章 编 号 ：６ ２ ６ １ （ ０ １ ０ — ２ ５ ０ １ ７— ４ ３ ２ １ ）２０ １ —２
２ １ 产 品 的 机 械 系 统仿 真 设 计 流 程 ．
以随车起 重机 的机 械系统 仿真设 计 为例 。随车 起 重 机是典 型 的机 电液一 体化 的改装 车辆 ，其机 械系 统 仿 真设计 的开 发流 程如 图 １ 示 。从 产 品需求 分析 到 所 评 估测试 ，通 过使 用计算 机软 件在虚 拟环 境 中对 产 品 进行 机械 系统仿 真设 计 ，在这 个渐进 的产 品开 发过程 中 ， 求采 用 Ｓ ｌ Ｗｏｋ Ｐ ｏ Ｅ等 软件对 样 机的零 要 ｏｉ ｒ ｓ、 ｒ ／ ｄ 部件 干涉 情况 、整 机功能 进行模 拟分 析 ，并 以此 模 型 对产 品 的总生命 周期 进行 产 品分析和 模型 改进 ，开发 出满 足产 品预计 目标 的机 械系统 。
中 图分 类号 ：Ｔ ３ １ ９ Ｐ ９． 文 献 标 识 码 ：Ａ
１ 机械 系统 仿真 设计 的 内涵 及其 对产 品设 计 的影响 １ １ 机 械 系统仿 真设计 的 内涵 ． 机械 系统 仿真设 计 是一种 基 于智 能设计 技术 、并 行工 程 、仿 真 工程 、人 机工程 和计 算机 网络技术 的机 械设 计方 法 。该方法 依 托计算 机 软件建 模技 术及模 拟 仿 真 技术 ，先 构建 出虚 拟的产 品模 型 ，在 实际加工 产 品前 对其 可加 工性及 其使 用性 能进 行预 测 ，然后对 设 计方 案进 行优 化 ， 最终 达 到产 品生产 的 目标 ［ 。 １ 与传 统 ］ 的开 发新 产 品的方法 （ 生产样 机 ， 先 然后 通过样 机试 验 来 检 验设计 效 果） 比， 械系统 仿 真设计 具有 极 大的 相 机 优越 性 ，可 以代 替物 理样 机对产 品进 行创 新设 计 和新 产 品开发 ， 还可 以代替 样机 对产 品进 行测 试 和评定 ， 更 可 以减少样 机 的生产 周期 来缩短 产 品 的开发周 期 、降 低 产 品 的开发成 本 、改进 产 品的设计 质量 。 １ ２ 机械 系统 仿真设 计 对产 品设计 的影 响 ． （ ）产 品设 计灵 活 、高效 ，有助 于缩 短产 品开 发 １ 周 期 、降低 设计 成本 。传统 的产 品开发 ，往往 要制作 物 理样 机进 行各 种试验 研究 ，并 进行 反复 修改 ，需要 花费 大量 的人力 、物力 和 时间 。而利 用机 械 系统 仿真 设 计则 是在 计算 机上对 虚 拟产 品模 型在虚 拟 的环境下 进 行 技术设 计 、部件装 配 、结构 分析 和性 能优化 ，不 仅 能对 各运 动部 件之 间 的干涉情 况进 行分 析 ，同时还 可以对 产 品的整 体布局 、外 观造 型等 因素 进行综 合考 虑 。在 虚拟 的环境 下可 灵 活地对 产 品模 型 进行修 改 与 操 纵 ，所需 数据 可被反 复更新 和 使用 。从 而使设 计效 率 显著 提高 ，开 发周期 明显 缩短 ，大 幅降低 了产 品 的 开 发成 本 。 引 （ ）便 于信息 交流 ，进行 协 同设计 ，提高产 品设 ２ 计 的一 次成 功性 。计算 机 网络的 发展 消除 了空 间的 限 制 ，可 以使分 布在 不 同地点 、不 同部 门的不 同专 业人 员在 同一个产 品模 型上 同时设 计 、相互 交 流 ，实 现信 息共 享 ，进行 协 同工作 。由于不 同技术 背景 的人从 不
图 １ 机 械 系 统 仿 真 设 计 开 发 流 程
２ ２ 机 械 系统仿 真 设计 的工作模 块 ． ２ ２ １ 机 械系统 仿真 的总 体设计 ．． 机 械 系统仿 真总体 设计 从全局 出发 ，解 决涉及 到 系统全 局 的问题 ，不仅 要保 证机械 系统仿 真 各分 系统 的功能 与运行 ，还 要保 证将 各分 系统组 成整 机后 的整 体 功能 与运行 情况 ，最 终达 到实现 资源 与信 息共享 的 总体设计 目标 。机 械 系统仿 真总体 设计 包括 以下几 个 部 分 ：初 步设 计方 案 、方案评 价 、详细设 计 、几何 建 模 、运动 仿真 及优 化设计 等 。各部 分设计 工作 可 由不
产 品的机械 系统仿真设计
宋理 敏 ， 汤志远
（ 山西 机 电职 业 技 术 学 院 数 控 工 程 系 ， 山西 长 治 ０６１） ４ ０ １
摘 要 ： 述 了机 械 系统 仿 真 设 计 这 种 新 兴 的现 代 设 计 方 法 。 握 该 方 法 可 以提 高 设 计 者 的设 计 水 平 ， 强 企 业 论 掌 增 的 新 产 品开 发 能 力 ， 提 升 企 业 的市 场 竞 争 力 。 关 键 词 ：机 械 系 统 ； 仿 真 设 计 ； 产 品； 开 发
收稿 日期 ：２ １ —９０ ；修 回 日期 ：２ １ —Ｉ０ ０ ００— ７ ０ ０１ －２
同 的角 度 、不 同的需 求 出发 ， 产 品交互 设计 、测 试 、 对 仿 真 和评 价 ，并进 行 改进 和完善 ，因 此可 以确保产 品 在 设计早 期 消除设 计 隐患 ，提高产 品设 计 的一次成 功 性 ， 且增 强 了企业 面 向客户 、 速响应 市场 的能 力 。 并 快 ２ 产 品的机械 系统仿 真设计
作者简介 ：宋理敏（ ９ ５）女 ， １ ７一 ， 山西沁水人 ， 讲师 ， 在读硕士研究生 ， 现从事数控技术方面 的教学研究 。
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