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1 虚拟样机技术在国外的发展应用:

在国外,由 G。Gary 等人给出较权威的定义是:虚拟样机用于对产品进行计算机仿真数字模型，就像物理样机可以在产品的整个生命周期内对产品的设计、生产、服务和回收进行测试和分析。

著名的日本Toyota汽车生产企业，在三十年前就开展了对大量内燃机零部件的CAD/CAM计算机三维实体建模、结构分析、物性计算、以及生成数控代码[23]。87032

德国MTU公司用了9年的时间才完成 595系列柴油机的研制，而在MTU8000 系列柴油机的开发上，采用了“预测设计”，如柴油机运用三维设计软件、零部件强度计算以及软件性能分析等技术，将仿真软件用于该柴油机的研发，大大减少了反复验证的时间，使研制周期缩短至大约 3 年半，这主要得益于先进的设计及仿真分析软件体系，这其中还包括有柴油机三维设计软件，和柴油机性能分析软件的应用[23]。论文网

早在1991年，德国的汽车行业就成立了虚拟样机的研究中心，并广泛的使用虚拟样机技术。根据大众，奔驰等大型汽车公司报告显示，在设计的时候通过应用虚拟样机技术把传统的汽车物理样机替换成计算机上软件汽车数字模型，如此一来大大缩短了研发周期，也让研发成本降低。除此以外，还有通用汽车公司，福特汽车公司，以及底特律柴油机等众多公司也都采用了虚拟样机技术来提高设计效率[15]。

德国的MAN公司和芬兰 Wärtsilä公司是目前船用低速大功率柴油机两个最大的专利持有公司，它们运用现代计算机辅助分析方法，结合先进的实验手段，对船用大功率低速柴油机的性能进行全面研究，并进行“预测设计”，强大的设计开发能力成为它们的核心，船用低速大功率柴油机市场占有率达到一半以上，基本上垄断了这类柴油机的设计开发和技术专利[24]。

作为一项先进的制造技术，虚拟样机技术依然处于不断发展阶段，虚拟样机技术在国外的航空航天、汽车制造、工程机械、铁路机车、通讯等诸多领域已经获得一些成功的应用，也对产业界产生了强大的推进作用。并且国外虚拟样机技术相关软件已经实现了商业化生产，在市场份额上占到一半以上便的是美国机械动力学公司的机械系统自动动力学分析软件（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical system）。

2 虚拟样机技术在国内的发展应用:

目前，国内对柴油机虚拟样机技术研究方向主要是建立单个的柴油机运动机构虚拟样机，并对其进行运动学与动力学的仿真分析。这当中建立柴油机主要运动件的虚拟样机。例如:配气机构、曲轴－连杆－活塞机构和齿轮传动机构等。并对它们进行仿真试验得出其动力学、运动学特性是柴油机虚拟样机技术研究的热点。

2008年，为研究柴油机的主轴承润滑设计，中北大学樊文欣、赵丕欢等人对多刚体系统动力学作了理论计算和分析后，采用Adams及Pro／E和ANSYS软件相互结合的方法对柴油机的曲柄连杆机构进行了仿真，获得仿真模型的主轴承动力学特性数据加以分析 [10] 。

2009年，童志伟，朱凤霞，黄忠礼等人对某机械的曲柄连杆机构进行理论计算后，运用虚拟样机仿真软件Adams进行仿真分析,得出了其活塞的位移、速度以及加速度曲线,并与理论计算结果相比较。验证了虚拟样机的可用性,实现了曲柄连杆机构的虚拟样机设计[16]。

为研究得出活塞对气缸的侧推力、连杆对曲柄销作用力以及主轴颈受力等动力学参数，并为之后的柴油机曲柄连杆设计提供参考。吴楠等科研人员对曲柄连杆机构的虚拟样机进行了一系列的研究。他们在多刚体系统动力学理论的基础上,对某柴油机曲柄连杆机构进行动力学特性仿真分析，完成了对曲柄连杆的受力的仿真分析[22]。 (责任编辑：qin)