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虚拟抗震试验系统

案例概括


虚拟抗震试验系统的研究对象是电磁振动台及其试验件,针对电磁振动台物理试验过程,对标振动试验物理模型,通过建立振动冲击虚拟试验台台体、试验件本体、虚拟电磁控制系统等数字化模型,形成虚拟机械系统和虚拟电磁控制系统,利用虚拟仿真技术实现对机械与电磁控制系统的实时闭环耦合分析,利用虚拟可视化技术实现对试验件抗击振动的行为特性动态演示。

项目挑战


电磁振动系统复杂,包括机械动力学、电气及控制等多个学科,各学科物理模型所涉及的分析难点比较大,虚拟仿真包含刚柔耦合多体动力学、电磁与控制系统、机械与电磁控制实时耦合、测试模型与有限元模型的时域混合仿真、频域混合仿真和相关性验证等内容,并且试验装置的控制系统需引入PID控制策略,以物理实验的目标数据对虚拟试验模型进行实时修正。因此,构建与物理模型高精度的数字化虚拟分析模型存在很大的难度。

解决方案


案例针对电磁振动台,开发振动冲击高精度仿真验证系统,构建支持多体动力学、刚柔耦合、机电液一体化分析、实验相关性分析与模型修正的多学科综合仿真应用平台;开发振动冲击虚拟演示系统,通过数据可视化技术实现多体动力学和一维系统仿真结果的实时展示;开发振动冲击仿真资源管理系统,利用分布式作业调度系统实现对仿真计算软、硬件资源的合理利用。

用户价值


虚拟抗震试验系统整合电磁振动台的虚拟机械建模、电磁控制系统建模、机电磁联合仿真分析等全过程,串通设计仿真工具数据接口,实现振动冲击虚拟试验过程的自动化、流程化。通过对实验过程的虚拟模拟分析,帮助设计人员快速找出试验的薄弱环节,减少物理实验次数,大大增加试验成功的概率,提高试验件的设计效率,并增强试验的虚拟可视化效果。