外文翻译--多学科系统级虚拟样机建模与仿真技术.doc文档23页全文免费阅读

典型的数据格式如用于刚弹耦合分析的模态中性文件，在该文件中包含采用和振型矩阵表示的弹性体信息用于控制机构体化仿真以及其它仿真的动态链接库文件，该文件中包含采用变量表示的函数信息。

图模型转化式的基本原理模型转化式的典型应用有控制电液与机构体化仿真如飞机操纵面，有限元与多体机构如刚弹耦合机械系统，等等。

这种方式的特点在于求解速度快，对系统资源占用较少，稳定性好，并且模型建立后便于重复使用，而局限则在于需要定义特定数据格式的文件，通用性稍差。

求解器集成式求解器集成式的基本原理是实现两个不同工具之间的求解器代码集成，从而实现在其中个仿真环境中对另个仿真工具的求解器调用，如图所示。

图求解器集成式的基本原理求解器集成式的典型应用有带有屈曲等材料非线性问题的大型结构模型，带有流固耦合冲击等几何非线性问题的大型结构问题，等等。

这种方式的优势在于可以方便有效的运用多种学科领域的求解技术，便于用户直接使用现有模型，而局限在于模型中的些因素如单元类型函数形式等些情况下需要重新定义，同时软件的开发和升级周期较长。

多学科协同仿真解决方案针对多学科协同仿真三个层次的需求，提供当前最为系统和完整的解决方案。

首先，提供集成的建模仿真环境。

包含整套全面的工具用于仿真系统的各种性能，从而高效的建立各子系统的模型，评价系统性能。

图集成仿真环境其次，各成员之间均具有无缝集成能力，可以实现数据交换和模型整合，建立完整的体化虚拟样机具有悠久的开发历史，其成员都是各自领域居于领先地位的仿真工具，通过了大量工程项目的检验，知识和经验的不断积累，具有极强的可靠性与稳定性。

目前各成员之间可以方便的通过不同方式实现模型数据交互求解器整合和计算过程协同，同时正在积极的开展工作，将各成员移植和整合到统的架构之下，以便用户可以在统的界面环境下完成所有分析工作。

图实现完整功能虚拟样机再次，是强大的仿真流程与数据管理平台，为企业提供协调和管理设计人员仿真工具，模型数据的统架构，实现资源的优化配置和组合，提高产品开发效率。

集成仿真方式根据实现集成仿真的三种通用方法各自的优势和特点，结合各仿真工具自身的特点和用途，成员间通过不同的方式实现整合。

与集成方式目前与两者之间的集成越来越紧密，集成的方式也越来越丰富。

与可以通过联合仿真式模型转换式和求解器集成式三种方式进行协同仿真。

联合仿真式由和求解器求解各自的模型在设定时间步进行数据通信。

模型转换式控制系统导入将所建立的控制与多学科系统导入模型作为套方程加入到动态链接库形式引入求解器积分计算所有的模型在中对控制系统性能进行评估，采用此种方式，可以在控制系统预置参数的情况下研究整个模型的性能，进行统的试验设计和参数优化。

求解器集成式求解器集成于中，用户可以直接调用的求解器来计算的模型在中建模并仿真会在后台直接调用和运行求解器仿真结束时会自动打开的后处理器来查看仿真结果。

图与实现机电体化仿真集成方式这三者之间主要通过模型转换方式进行集成。

由对部件进行有限元分析，生成含有模态信息的文件将文件导入中，创建刚柔耦合模型由对机构进行动力学分析分析得到的载荷和位移等边界条件可重新转入进行详细的应力振动噪音等分析分析得到的载荷时间历程信息可通过或格式文件转入中进行疲劳分析。

图与的集成集成方式这三者主要通过求解器集成方式实现整合。

隐式非线性显式非线性在统的前后处理架构之下进行计算求解在中完全集成了和的非线性功能极大地扩展了的仿真范围和应用领域。

图显式非线性求解器与的直接集成目前与可以通过模型转换方式实现直接集成，从而允许在中引入弹性体结构数据，解决控制与结构的耦合问题。

图与的直接集成协同仿真的典型应用方式由前文可见，成员间可以通过良好的集成能力实现复杂产品的体化开发。

在个包含控制结构机构运动以及疲劳分析等多学科多子系统的产品开发流程中，我们可以在先期阶段通过建立包括控制系统和多学科动态系统在内的系统原理模型，通过对部件进行有限元分析，然后将建立的控制系统模型和分析的弹性体模型导入中，建立机电体化的功能虚拟样机，通过分析产品的运动情况，评估产品性能。

在分析过程中产生的载荷时间历程文件，亦可进步导入到中，进行详细的疲劳分析。

在中可以完成整个产品的开发流程。

图实现产品的完整开发流程的未来架构目前公司正在积极的开展工作，将各成员移植和整合到统的架构中，在同界面环境下实现更为便利的协同仿真。

图的未来架构建立协同仿真平台在多团队多子系统多学科领域的产品开发过程中，仅具有各子系统和各学科领域的开发工具，并实现各开发工具的集成尚不能达到完全的协同设计，因为在开发过程中，涉及到不同开发人员大量的数据和信息以及各子系统不同的设计流程。

为了有效的管理人员数据和设计流程，使得开发过程实现真正的协同，我们还需具备仿真管理平台。

是当前最为强大的仿真数据和流程管理系统，为基于的门户式管理体系，帮助管理多学科联合仿真的众多仿真工具流程和数据，在统的平台下进行各类分析，将企业的分析人员和资源优化配置，建立起真正的协同仿真平台。

图建立协同仿真平台多学科系统级虚拟样机开发实例以下实例给出在开发飞行控制系统副翼液压作动分系统的过程中，成员是如何协同工作，完成整个系统的体化开发任务的。

在开发过程中，各仿真工具数据和开发流程的管理是通过实现的。

传统的飞行控制系统开发主要依赖于铁鸟试验，该试验通常应用于系统综合以及功能测试中。

在模型飞机上要进行大量不同类型的物理试验，以确保设计的正确性。

如果仅仅考虑飞机副翼对飞行员操作响应的话，铁鸟试验还是比较理想的。

但是铁鸟试验最大的缺点就在于，它将飞机考虑为刚性体，而且不能包括空气动力学的因素完整的飞行载荷仅仅是点载荷以及弹性体的影响。

这些因素对于设计的影响实际上是相当大的。

另外，如果完全依赖铁鸟试验，那么带来的开发周期和成本都是不可接受的。

借助于的技术，建立功能化数字飞机，可以在仿真中完全考虑以上关键因素的影响，同时可以减少物理样机的试制和试验，节省开发成本，缩短开发周期。

图实现完整系统仿真完整的开发流程如下附录附录，