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本文以某复杂齿轮传动、轴承限位机械系统为实践案例,致力于深入研究复杂机械系统虚拟样机建模技术;虚拟样机运动仿真分析技术;刚性体柔性化技术;多目标多学科优化平台iSIGHT的集成技术、试验设计、近似建模、优化设计; Pro/e、ADAMS、iSIGHT、ANSYS等大型软件的命令流组成形式及输入、输出方式;各软件间协同建模、协同仿真、协同优化的方法。在研究的基础上,通过不断的尝试、拓展式的思考,逐步实现课题目标,收获了以下成果及结论:1.通过中间文件实现Pro/e与ADAMS的联合建模,创建了复杂齿轮传动、轴承限位机械系统刚性体虚拟样机;2.在ADAMS中对刚性体虚拟样机进行运动分析,检验样机满足运动学性能,并得到大量样机动力学分析数据,为样机集成、试验、优化提供支持,为构件有限元分析提供边界条件;3.iSIGHT中成功集成ADAMS,对刚性体虚拟样机指标参数进行试验设计,并辅以近似模型技术,找到权重较大的影响因子,通过组合优化的方式进行优化设计,得到较为合适的优化效果;4.通过ANSYS生成模态中性文件,并成功导入ADAMS,创建复杂齿轮传动、轴承限位机械系统刚-柔混合虚拟样机,并对其进行动力学分析,得到更加精准的运动分析数据;5.通过iSIGHT3.5将关键构件在Pro/e中参数化建模、在ANSYS中建造模态中性文件、刚-柔混合虚拟样机在ADAMS中运动仿真的过程借助Fiper技术成功集成并组合优化分析,得到了较好的样机模型,实现了一体化设计。本文创建了复杂齿轮传动、轴承限位机械系统的虚拟样机,成功应用iSIGHT3.5对样机组合设计试验、近似建模、优化指标参数;借助Fiper技术,应用iSIGHT3.5集成Pro/e、ANSYS、ADAMS,实现复杂机械系统刚-柔混合虚拟样机一体化设计;在研究的基础上,对复杂机械系统刚-柔混合虚拟样机建模至优化一体化设计理念进行总结并提炼。