摘要：基于虚拟样机的机械动力学性能仿真技术是现代机械设计与制造的重要核心技术之一。介绍了利用PTC公司的Pro/E与Pro/MECHANICA软件,能够模拟机器实际工作状态时的运动和动力学特征的摩托赛车发动机虚拟样机的几何及物理建模的方法。介绍了应用有限元法,可使该虚拟样机输出模拟工作状态时所产生的动力学特性,如时变动反力,整机与其零部件的模态特性,振动大小等例子。该方法的优点是以动态的、直观的方法使设计人员了解整机与其零部件的动态特性,并及时发现问题与薄弱环节,改善设计,以确保整机良好的动态特性。还特别介绍了该方法在作者建立的摩托赛车发动机虚拟样机系统等方面的应用。该摩托赛车发动机虚拟样机系统可以进行发动机机构的运动、动力学仿真,可以获得活塞、曲轴上受到的时历动态变载荷。该虚拟样机系统不仅可以对活塞、曲轴与连杆等零件进行考虑到气缸爆炸力、热、惯性力藕合作用时的精确应力应变仿真、还可以对曲轴进行考虑到气缸爆炸力、惯性力作用下的时历响应与频域响应振动仿真。本仿真系统阐明了发动机曲轴振动产生的机理,并提出了降低振动的曲轴设计新方法。应用了该法后,使某新型曲轴的轴径减小了5 mm,并成功通过试车阶段。

摘要：大型船用曲轴的重量及体积庞大,磨削精度要求很高,而曲轴磨床刚度对磨削精度影响很大,因此,能够仿真解析和改善磨床的刚度尤为重要。基于Pro/E的子模块——Pro/MECHANICA有限元分析软件,建立了大型曲轴磨床整体模型,并对磨床进行了静态刚度计算及优化设计,最终得到了既能够减轻磨床质量,降低生产成本,又能够改善磨床刚度,提高加工精度的优化结果。从而为提高大型曲轴磨床的加工精度,获得更佳设计方案提出了思路。

摘要：针对直线电机驱动特性,采用整机动态时域分析来考察直线电机试验台动态特性,进而发现整机的薄弱环节。应用灵敏度分析的方法确定设计变量,将序列二次规划(SQP)算法和多目标优化方法引入试验台的动态优化设计中。研究结果表明:试验台不仅满足在瞬间冲击力作用下的动态性能要求,同时还实现了轻量化。该方法在直线电机试验台整机优化设计中的成功应用,为今后在瞬间承受冲击作用的大型复杂机械结构的设计与研究提供了很好的参考价值。