机构仿真软件的研究与开发

计算机技术的发展促使机械产品开发向着虚拟产品开发的方向发展。在虚拟样机的各种特性分析中,机械系统动力学分析占据了重要地位。在综合分析国内学者的不足和借鉴国外研究的最新成果,本文对机械系统动力学分析软件进行了一定的创新研究与开发。论文分析研究了机械系统动力学的基本理论以及机械系统动力学分析与仿真的发展方向和前沿。研究了面向对象的软件设计方法和统一建模语言UML。利用面向对象的编程语言Delphi软件,将机械系统动力学理论和软件工程理论应用到机构仿真软件的开发中,编制出创新的机构仿真软件NewMach。 机构仿真软件根据面向对象思想和UML理论建立系统的总体设计。选择笛卡尔坐标模型作为机械系统的动力学建模工具,采用牛顿-拉夫森算法对动力学方程进行求解,实现了求解器的功能。基于构件的计算机图形设计方法,有利于构件的拼装和定制。软件在机构绘制中采用鼠标拖拉编辑和属性面板输入编辑相结合的方式,实现真正意义上的矢量图形软件。最后,使用仿真软件对多种形式、多级杆组、多自由度的机构进行了仿真计算,并将仿真计算结果与ADAMS作了对比,验证了仿真软件NewMach的有效性和通用性。