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產(chǎn)品設(shè)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(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(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，并以某型號船用發(fā)動機(jī)為應(yīng)用背景，仿真驗證了所提

2、的各項研究內(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(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)，對裝配局部空間

3、進(jìn)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(jìn)行比對，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態(tài)管理的方法。給出了模型間約束與幾何元素的對應(yīng)關(guān)系，約束幾何元素間的距離及角度計算方法，約束識別的準(zhǔn)則，及自由度歸約與冗余約束檢測的方法。給出了三類復(fù)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(jié)合的方法。提出了基于蟻群和遺傳混合算法求