升沉补偿装置虚拟样机协同设计及仿真分析.pdfVIP

年 月 中国工程科学 ./+ 0 !# !# $ 第 卷第 期 123 4% 52 4$ % $ ’()’**+)’( ,-)*’-* !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 学 术 论 文 升沉补偿装置虚拟样机协同设计及仿真分析 ， 6 ! 6 6 6 吕 东 ，何将三 ，刘少军 ，黄 锴 （ 中南大学机械电子研究所，长沙 ； 湖南师范大学工学院，长沙 ） 64 #67$ ! 4 #676 ［摘要］ 采用参数并行集成化方法设计深海采矿升沉补偿装置的虚拟样机，并进行了虚拟试验仿真研究，探 讨协同设计在复杂机电系统中的具体应用，为深海开采系统总体设计提供设计理论参考。 ［关键词］ 升沉补偿；虚拟样机；协同设计；仿真 ［中图分类号］ ； ［文献标识码］ ［文章编号］ （ ） 896! 8:$;64; 6; = 6#! !# $ = $% = ? 则将现实产品映射成虚拟产品，并具有现实产品的 6 概述 全部功能、性能和行为。1: 技术包含两层含义： 深海开采技术目前在国际上还处于研究阶段， 模型的建立和利用虚拟环境对 进行仿真。 1: 1: 德国、美国、印度、韩国和日本等国家都在加紧进 采用虚拟样机设计技术可以解决复杂工程系统设计 行试验研究。我国自行设计的深海采矿试验系统， 的固有缺点，该技术已经在航空航海部门得到应 主要由水面支持子系统、扬矿子系统、集矿子系统 用。笔者的研究工作是深海开采系统整体设计的一 和测控子系统构成。升沉补偿装置是扬矿子系统的 部分，主要是对升沉补偿装置虚拟样机协同设计技 ［ ］ ! H $ 组成部分，它是在采矿船和扬矿硬管之间安装一套 术及虚拟试验仿真做一实践探讨 。 液压装置，通过对液压装置的控制，补偿由于海浪 ［ ］ ! 虚拟样机总体设计# H % 造成的扬矿子系统的三维运动，保障扬矿子系统尽 ［］ 量不受海况的影响6 。 ! # 总体设计要求 研制机电液一体化装备的传统方法，一般采用 升沉补偿装置目前尚没有商业化产品面市，考 三维技术绘制产品的直观图，并结合数值分析技术 虑到组成该装置的分学科 （机械、电控和液压）设 对产品进行动态功能和性能评估。这种评估往往是 计方法已经比较成熟，以及制造物理样机进行综合 在产品所涉及知识学科内分散地独立