李寒杰

（徐州东方传动机械有限公司，江苏 徐州221116）

虚拟样机技术 (Virtual Prototyping Technology，VPT)是一门综合多学科的技术，它是在制造第一台物理样机之前，以机械系统运动学、多体动力学、有限元分析和控制理论为核心，运用成熟的计算机图形技术，将产品各零部件的设计和分析集成在一起，建立机械系统的数字模型，从而为产品的设计、研究、优化提供基于计算机虚拟现实的研究平台。因此虚拟样机亦被称为数字化功能样机。利用虚拟样机可以代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估，从而缩短开发周期，降低成本，改进产品设计质量。

1 虚拟样机技术的特点

虚拟样机技术不仅是计算机技术在工程领域的成功应用，更是一种全新的机械产品设计理念。

传统的仿真一般是针对单个子系统的仿真，可是，人们已清楚地认识到：即使系统中的每个子系统都是经过优化的，也不能保证整个系统的性能是良好的，即系统级的优化绝不是系统中各子系统优化的简单叠加。而虚拟样机技术则是强调整体的优化，它通过虚拟整机与虚拟环境的耦合，对产品多种设计方案进行测试、评估，并不断改进设计方案，直到获得最优的整机性能。

另一方面，传统的产品设计方法是一个串行的过程，各子系统如：整机结构、液压系统、控制系统等的设计都是独立的，忽略各子系统之间的动态交互与协同求解，因此设计的不足往往到产品开发的后期才被发现，造成严重浪费。……