虛擬樣機(jī)技術(shù)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用

虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種嶄新的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法，它是一種基于產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)仿真模型的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法。它的核心部分是多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與動(dòng)力學(xué)建模理論及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)。作為應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)分支的數(shù)值算法及時(shí)地提供了求解這種問(wèn)題的有效快速算法。目前在不同的研究領(lǐng)域，對(duì)于虛擬樣機(jī)技術(shù)的概念還沒(méi)有一種通用精確的定義，有不同的定義方法。目前這一技術(shù)也應(yīng)用到礦山機(jī)械的制造當(dāng)中，尤其是在顎式破碎機(jī)的研發(fā)制造過(guò)程中有重要的作用。綜合各類(lèi)文獻(xiàn)，通常有以下幾種具有代表性的定義:

?

1.從計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的角度出發(fā)，F(xiàn)anDai等人將虛擬樣機(jī)定義為一種快速評(píng)價(jià)不同的物理產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法。通過(guò)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(vR)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和CAD技術(shù)相結(jié)合，建立起一個(gè)物理造型的數(shù)字原型。產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)具有高度沉浸感的虛擬現(xiàn)實(shí)用戶接口靈活地操縱、控制和修改該原型，并支持設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的重用和仿真分析。

2.從機(jī)械工程研究領(lǐng)域的角度出發(fā)，EdP.Andert等人認(rèn)為虛擬樣機(jī)是一種針對(duì)測(cè)試的對(duì)象和物理原型進(jìn)行的一個(gè)虛擬制造和仿真過(guò)程，基于虛擬樣機(jī)技術(shù)建立的工程化制造開(kāi)發(fā)模型可以使設(shè)計(jì)人員訪問(wèn)一個(gè)實(shí)際物理模型的所有關(guān)于機(jī)械、物理、外觀和功能特性的有關(guān)信息。

3.MitchenM.Tseng等人將虛擬樣機(jī)技術(shù)定義為取代實(shí)際產(chǎn)品模型的一種數(shù)字模型，通過(guò)它可以對(duì)實(shí)際的物理產(chǎn)品進(jìn)行幾何、功能等方面的建模和分析。

4.Bfoor等人則認(rèn)為虛擬樣機(jī)是將目前CAD、CAE等CAX技術(shù)結(jié)合在一起的一種集成技術(shù)，虛擬樣機(jī)技術(shù)貫穿于產(chǎn)品生命周期的全過(guò)程。他認(rèn)為虛擬樣機(jī)模型包含了分布式的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息，由于虛擬樣機(jī)模型強(qiáng)調(diào)集成性，因此必須提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的信息建模和數(shù)據(jù)交換方法。

5.建模和仿真領(lǐng)域比較通用的關(guān)于虛擬樣機(jī)的概念是美國(guó)國(guó)防部建模和仿真辦公室(DMSO)的定義。DMSO將虛擬樣機(jī)定義為對(duì)一個(gè)與物理原型具有功能相似性的系統(tǒng)或者子系統(tǒng)模型進(jìn)行的基于計(jì)算機(jī)的仿真，而虛擬樣機(jī)技術(shù)則是使用虛擬樣機(jī)來(lái)代替物理樣機(jī)，對(duì)候選設(shè)計(jì)方案的某一方面的特性進(jìn)行仿真測(cè)試和評(píng)估的過(guò)程。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者們?cè)谔摂M樣機(jī)技術(shù)上的研究成果，并結(jié)合自己對(duì)虛擬樣機(jī)技術(shù)的探索、實(shí)踐和理解，對(duì)虛擬樣機(jī)技術(shù)作以下定義：虛擬樣機(jī)技術(shù)又稱(chēng)為機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)，它是在CAX/DFX技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，并進(jìn)一步融合信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)和仿真技術(shù)，通過(guò)在計(jì)算機(jī)上建立數(shù)字化模型，伴之以三維可視化處理，模擬在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，并根據(jù)仿真結(jié)果優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，為顎式破碎機(jī)的研究改造工作提供了一個(gè)全新的設(shè)計(jì)方法，以實(shí)現(xiàn)縮短周期、降低成本、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率的目的。