虚拟样机技术的简单应用及实现

袁振华

（北京首都机场航空安保有限公司，中国 北京 100000）

0 引言

虚拟样机技术是指利用计算机技术构建出机械系统的1∶1 数学模型，通过仿真分析，可视化该系统在实际工况下的运行情况及特性， 改变其优化项参数，从而得到最优的设计方案。 传统的机械制造业主要依靠物理样机的方式，进行大量测试、修改参数、再设计优化等步骤，直至形成最终产品，研发周期较长。相比较而言，虚拟样机技术的应用可以替代物理样机的多次试制试验，大大缩短了研发周期，降低了研发和生产成本，并提高了产品的工艺、性能、质量并延长了使用寿命， 非常符合现如今的快速高效发展的要求，具有极大的竞争力。

当前， 虚拟样机技术已广泛运用在各个行业，从航空航天、汽车制造、工程机械到医疗、玩具行业，其便捷快速的特点吸引着众多的国家和制造商，而将虚拟样机技术应用到玩具的产品研发设计中，能够用于玩具产品总体设计方案的动态特性的演示验证，进行总体性能及战术指标的预测和评估，实现多种设计方案的性能比较与多方案优选；能够实现对研制阶段物理样机各项性能指标的监控，为研制过程中出现的技术难题、故障现象提供理论分析方法，提出并制订解决方案，优化各项性能指标。

本文通过对实体模型进行拆解、 测绘、 建模、仿真，简单展示了虚拟样机技术的实现流程。

1 三维模型建立

1.1 模型拆解分析

本文选用的实体模型如图1 所示，模型主要由上盖、底座、牙箱、前后轮、弹簧以及连杆与底杆构成，拆解模型，分析其运动状态并对零部件进行测绘。……