虚拟样机技术在矿山机械中的应用

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法，它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。它的核心部分是多体系统动力学与动力学建模理论及其技术实现。作为应用数学的一个分支的数值算法及时地提供了求解这种问题的有效快速算法。目前在不同的研究领域，对于虚拟样机技术的概念还没有一种通用精确的定义，有不同的定义方法。目前这一技术也应用到矿山机械的制造当中，尤其是在颚式破碎机的研发制造过程中有重要的作用。综合各类文献，通常有以下几种具有代表性的定义:

1.从计算机图形学的角度出发，FanDai等人将虚拟样机定义为一种快速评价不同的物理产品设计的方法。通过将虚拟现实技术(vR)、计算机仿真技术和CAD技术相结合，建立起一个物理造型的数字原型。产品设计人员可以通过具有高度沉浸感的虚拟现实用户接口灵活地操纵、控制和修改该原型，并支持设计数据的重用和仿真分析。

2.从机械工程研究领域的角度出发，EdP.Andert等人认为虚拟样机是一种针对测试的对象和物理原型进行的一个虚拟制造和仿真过程，基于虚拟样机技术建立的工程化制造开发模型可以使设计人员访问一个实际物理模型的所有关于机械、物理、外观和功能特性的有关信息。

3.MitchenM.Tseng等人将虚拟样机技术定义为取代实际产品模型的一种数字模型，通过它可以对实际的物理产品进行几何、功能等方面的建模和分析。

4.Bfoor等人则认为虚拟样机是将目前CAD、CAE等CAX技术结合在一起的一种集成技术，虚拟样机技术贯穿于产品生命周期的全过程。他认为虚拟样机模型包含了分布式的产品数据信息，由于虚拟样机模型强调集成性，因此必须提供一个标准的信息建模和数据交换方法。

5.建模和仿真领域比较通用的关于虚拟样机的概念是美国国防部建模和仿真办公室(DMSO)的定义。DMSO将虚拟样机定义为对一个与物理原型具有功能相似性的系统或者子系统模型进行的基于计算机的仿真，而虚拟样机技术则是使用虚拟样机来代替物理样机，对候选设计方案的某一方面的特性进行仿真测试和评估的过程。

根据国内外学者们在虚拟样机技术上的研究成果，并结合自己对虚拟样机技术的探索、实践和理解，对虚拟样机技术作以下定义：虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术，它是在CAX/DFX技术基础上发展起来的，并进一步融合信息技术、先进制造技术和仿真技术，通过在计算机上建立数字化模型，伴之以三维可视化处理，模拟在现实环境下系统的运动学和动力学特性，并根据仿真结果优化系统的设计过程，为颚式破碎机的研究改造工作提供了一个全新的设计方法，以实现缩短周期、降低成本、改进产品质量、提高产品开发效率的目的。