《多接觸約束機械系統虛擬樣機仿真的計算穩定性研究》是依託電子科技大學,由石明全擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多接觸約束機械系統虛擬樣機仿真的計算穩定性研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：石明全
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
包含多接觸約束的機械系統在進行基於虛擬樣機技術的仿真分析時，計算效率和計算成功率都不高，有明顯的計算穩定性問題。接觸現象的強非線性是導致計算困難的主要原因之一。實踐證明，該類系統的虛擬樣機仿真計算穩定性和仿真計算過程有直接關係，計算過程中系統拓撲發生突變、計算規模大使得計算效率低且不穩定，誤差的不斷積累更是使得計算過程的發散可能性增大。本項目針對該問題，研究拓撲穩定理論和接觸消隱方法用以降維，研究並利用分段仿真方法截斷積累誤差。通過對仿真計算整個過程進行控制和監管，穩定削減計算模型的維度以減小計算規模，從而提高計算效率；同時，分段截斷積累誤差以降低計算過程發散的風險。本項目理論研究與套用開發相結合，技術實現與仿真試驗驗證並重，致力於揭示計算穩定性與仿真過程的內在聯繫，建立一套以仿真過程控制為核心的穩定計算方法體系，提高仿真計算穩定性，促進虛擬樣機仿真技術的發展，提高其套用水平
結題摘要
包含大量接觸約束的機械系統在進行基於虛擬樣機技術的多體動力學仿真時，仿真解算的效率十分低下甚至造成解算過程崩潰。本項目針對這一現象，創新性地提出仿真過程控制的概念，試圖通過接管接觸判斷數據，實時消除不參與當前接觸的接觸約束定義並建立相應的穩定消除判斷條件，穩定降低當前雅克比矩陣的維度，從而提高仿真計算過程的穩定性和效率。 主要的研究工作包括穩定降維方法的研究和建立、仿真過程控制流程的建立、相關算法和嵌入程式的開發、仿真試驗和測評等。 提出的仿真方法和流程經過了大量仿真試驗和第三方的測評驗證。研究結果表明本項目研究得出的仿真處理方法針對具有多接觸約束的機械系統的仿真計算過程具有良好的穩定性，基本不損失仿真精度並有效地提高了仿真效率，驗證了本項目的研究思想。 本項目的研究結果對類似系統的仿真工作效率的提升提供了一條良好的新思路。當前的系統仿真計算普遍採用數值計算和離散疊代，而很少有研究文獻關注仿真過程控制，本項目的研究實踐表明仿真過程控制也是仿真過程穩定性和效率的重要一環。仿真過程是否穩定和高效率，也是直接影響仿真模擬手段在生產第一線套用的重要因素之一。因此，本項目的工作具有明確的背景，對後續研究有引領和指導作用，同時也具有重要的工程套用價值和意義。
