一种基于机械结构应力分布的实时仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机械结构应力分布的实时仿真系统，包括机械结构仿真对象、数字孪生模型文件、传感器模块、数据通信模块、数字孪生实时仿真模块和实时界面显示模块。数字孪生模型文件中包括力在逐渐加载的过程中机械结构仿真对象的三维网格特征坐标数据，以及仿真结果离散数据拟合的多项式函数系数矩阵数据。传感器模块测量机械结构所受力约束的实时实测数据。数字孪生实时仿真模块用于得出基于有限元仿真软件的理论实时仿真结果，并对理论实时仿真结果进行校验。本发明专利技术解决了物理机械在实际工作过程中受力情况无法直观具体表示的问题，具有极高的实时性与直观性，并保证了仿真结果的准确性以及数据的同步性。仿真结果的准确性以及数据的同步性。仿真结果的准确性以及数据的同步性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机械结构应力分布的实时仿真系统


[0001]本专利技术属于数字孪生领域，具体涉及一种基于机械结构应力分布的实时仿真系统。

技术介绍

[0002]数字孪生技术(Digital Twin Technology)是指利用虚拟模型来模拟和优化物理实体的运行情况，是一种新型的智能制造技术。通过产品在研发设计阶段的仿真模拟数据，结合实际生产运行过程的历史数据，实现其全生命周期的数字模型与真实产品的实时状态检测、基本物理属性模拟以及状态过程预测。
[0003]数字孪生技术作为一种新型的多学科融合技术，具有非常强的通用性及实用性，因此适用于极为广泛的工业场景，可以被应用在产品设计及制造、车间调度、物流管理、工程建设、设备维护等方面。
[0004]目前，重载荷搬运机械极大地降低了大型重装货物搬运过程中人力物力成本，并且在建筑施工、码头转运等场景中被广泛应用。然而，实际工程场景不同于实验室或有限元仿真环境，重载荷搬运机械在实际应用时将有可能面临雷暴、地震、冰灾等极端天气情况，抑或施工人员操作失误，不按规定操作吊装设备等人为不当行为，使得吊装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机械结构应力分布的实时仿真系统，其特征在于，包括机械结构仿真对象、数字孪生模型文件、传感器模块、数据通信模块、数字孪生实时仿真模块和实时界面显示模块；所述机械结构仿真对象是指物理世界中进行实时仿真的具体机械设备结构；所述数字孪生模型文件中包括力在逐渐加载的过程机械结构仿真对象的三维模型网格节点对应的坐标信息，以及力在逐渐加载的过程仿真结果离散数据拟合的多项式函数系数矩阵数据；所述传感器模块安装在机械结构仿真对象上，用于测量机械结构仿真对象所受力约束的实时实测数据，包括测量机械结构的节点处的空间姿态实时数据的重力加速度传感器，以及测量机械结构各部位的应力值实时数据的电阻式应变片；所述数据通信模块将传感器模块测量的实时实测数据传达至数字孪生实时仿真模块；所述数字孪生实时仿真模块将数据通信模块所接收的重力加速度传感器的机械结构仿真对象的实时实测数据，作为参数加入到数字孪生模型文件中保存的多项式函数系数矩阵进行多项式计算，得出基于有限元仿真软件的理论实时仿真结果，并通过传感器模块中的电阻式应变片对理论实时仿真结果进行校验；所述实时界面显示模块用于显示数字孪生模型文件在传感器测得的数据下的理论实时仿真结果，得到云图方式绘制的应力分布状态，以应力云图的方式显示各部位应力值大小的差异，用三维模型网格节点的坐标信息显示机械结构仿真对象的模型形变特征信息。2.根据权利要求1所述的一种基于机械结构应力分布的实时仿真系统，其特征在于，所述重力加速度传感器安装的节点位置为力的施加处，经有限元理论计算，得到对应施加力情况下的机械结构发生形变时节点处的姿态角度信息，由姿态角度信息得到施加力的实时实测数据；所述电阻式应变片的安装位置在机械机构各...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈国强，范浩然，吴欣，顾惠，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：