虛擬裝配關(guān)鍵技術(shù)及其仿真應(yīng)用的研究.pdf

1、虛擬裝配基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在虛擬空間中構(gòu)建產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)，使操作者身臨其境的對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性和規(guī)范性、裝配的可行性和難易度等因素開展可感知的驗(yàn)證研究。這對(duì)提高產(chǎn)品的研發(fā)速度，降低裝配測(cè)試和培訓(xùn)成本，具有重要意義。然而，當(dāng)前大多虛擬裝配系統(tǒng)中，缺少公差等工程語(yǔ)義信息和裝配規(guī)劃輔助信息，造成系統(tǒng)普遍存在“仿而不真”和“裝配無(wú)序”的現(xiàn)象，無(wú)法大規(guī)模推廣實(shí)用。本文針對(duì)虛擬裝配中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，并以某型號(hào)船用發(fā)動(dòng)機(jī)為應(yīng)用背景，仿真驗(yàn)證了所提

2、的各項(xiàng)研究?jī)?nèi)容。
　　研究帶公差信息的零部件模型構(gòu)建與公差信息可視化的方法。在傳統(tǒng)零部件模型層次結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，提出了公差信息層和工程輔助信息層結(jié)構(gòu)定義，給出了模型各層次間信息的提取和映射方法。論述了零部件靜態(tài)公差和動(dòng)態(tài)公差的表述方式和應(yīng)用范圍，給出了靜態(tài)公差與零部件的隨動(dòng)變換計(jì)算方法。研究帶公差信息的零部件模型間的碰撞檢測(cè)方法。提出了基于體分解的空間層次包圍體表達(dá)方法，給出了壓縮包圍體冗余空間的算法。結(jié)合空間剖分技術(shù)，對(duì)裝配局部空間

3、進(jìn)行剖分遍歷，快速檢測(cè)發(fā)生包圍盒重疊區(qū)域。給出碰撞穿透深度的計(jì)算方法，依據(jù)此深度值與零部件公差范圍進(jìn)行比對(duì)，從而產(chǎn)生不同的碰撞響應(yīng)策略。研究了零部件模型約束定位和多約束動(dòng)態(tài)管理的方法。給出了模型間約束與幾何元素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，約束幾何元素間的距離及角度計(jì)算方法，約束識(shí)別的準(zhǔn)則，及自由度歸約與冗余約束檢測(cè)的方法。給出了三類復(fù)合約束的定位方法，提出了約束動(dòng)態(tài)管理的方法。研究了智能裝配序列規(guī)劃與裝配仿真相結(jié)合的方法。提出了基于蟻群和遺傳混合算法求