虛擬裝配關鍵技術及其仿真應用的研究.pdf

1、虛擬裝配基于虛擬現(xiàn)實技術，在虛擬空間中構建產(chǎn)品的虛擬樣機，使操作者身臨其境的對產(chǎn)品設計的合理性和規(guī)范性、裝配的可行性和難易度等因素開展可感知的驗證研究。這對提高產(chǎn)品的研發(fā)速度，降低裝配測試和培訓成本，具有重要意義。然而，當前大多虛擬裝配系統(tǒng)中，缺少公差等工程語義信息和裝配規(guī)劃輔助信息，造成系統(tǒng)普遍存在“仿而不真”和“裝配無序”的現(xiàn)象，無法大規(guī)模推廣實用。本文針對虛擬裝配中的關鍵技術進行研究，并以某型號船用發(fā)動機為應用背景，仿真驗證了所提

2、的各項研究內容。
　　研究帶公差信息的零部件模型構建與公差信息可視化的方法。在傳統(tǒng)零部件模型層次結構基礎上，提出了公差信息層和工程輔助信息層結構定義，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)公差和動態(tài)公差的表述方式和應用范圍，給出了靜態(tài)公差與零部件的隨動變換計算方法。研究帶公差信息的零部件模型間的碰撞檢測方法。提出了基于體分解的空間層次包圍體表達方法，給出了壓縮包圍體冗余空間的算法。結合空間剖分技術，對裝配局部空間

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