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虚拟样机技术是一种基于虚拟样机的数字化设计方法,融合了先进建模/仿真技术、现代信息技术、先进设计制造技术和现代管理技术,将这些技术应用于产品的全生命周期,并对它们进行综合管理。利用虚拟样机代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估,可以缩短开发周期,降低成本,改进产品设计质量,提高企业快速面向客户,敏捷响应市场的能力。
本文以虚拟样机为设计出发点,以汽车转向系统设计平台为研究对象,对汽车转向系统设计平台开发全过程进行了研究。平台的开发不仅为企业提供了先进的设计工具,而且提高了转向系统的设计效率。
论文对转向系统虚拟样机的几个问题进行了研究,主要内容如下:
1.分析了齿轮——齿条式转向器的结构特点和布置方式。介绍一种与齿轮——齿条式转向器配套的转向传动装置的优化设计方法,并给出了优化设计的目标函数及变量选取的范围。
2.利用uG建立了转向系设计平台系统,对设计平台的总体设计过程进行了详细研究。总体设计中首先确定了平台的开发方式以及所使用的支撑软件系统,然后设计了平台的体系结构、基本功能模型以及基本功能模块,对各功能模块的作用进行了介绍。
3.提出了转向系关键零部件的参数化建模方法,运用参数化建模技术,实际设计了转向系重要零部件的数字模型,并运用虚拟装配技术,建立了转向系的三维模型。为实现系统关键零部件数字建模奠定了基础。
4.建立了包括车身、悬架、转向系统、轮胎等在内的整车多体模型。利用所建模型进行了转向盘角阶跃输入下的仿真试验,并对试验结果进行了分析,详细分析稳态转向和瞬态响应。
本文的研究不仅为转向系统的设计提供了先进的工具,解决了企业的迫切需求,同时对基于CAD/CAE软件平台的二次开发研究提供了一种可行的思路,可以作为同类问题研究的良好借鉴。