基于catia系统的虚拟装配技术应用研究

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1、基于CATIA系统的虚拟装配技术应用研究

2、第1.lun）的有效实施，保证飞机设计、装配、测试以及试飞均在计算机上完成。研制周期从过去的8年时间缩减到5年，其中虚拟装配的工程设计思想在研制过程中发挥了巨大的作用。“虚拟装配”（VirtualAssembly）是产品数字化定义中的一个重要环节，在虚拟技术领域和仿真领域中得到了广泛的应用研究。到底什么是虚拟装配？它的内涵是什么？这些至今仍然是人们讨论的问题。很多人曾经为虚拟装配进行定义，比较有代表性的有两个。(1)虚拟装配是一种零件模型按约束关系进行重新定位的过程，是有效分析产品设计合理性的一种手段。该定义强调虚拟装配技术是一

3、种模型重新进行定位、分析过程。(2)虚拟装配是根据产品设计的形状特性、精度特性，真实地模拟产品三维装配过程，并允许用户以交互方式控制产品的三维真实模拟装配过程，以检验产品的可装配性。该定义着眼于产品物理装配过程的仿真过程，体现的思想也是一种分析过程。显然，上述定义强调的方面是不同的，但是作为一项新概念、新技术的提出与实施，必须与具体的行业设计特性相结合才具有实际的意义，才能具有真正的内涵。因此，本文结合飞机研制的特点，给出如下的定义：虚拟装配是在计算机上完成飞机零部件的实体造型，进行计算机装配、干涉分析等多次协调的设计过程，并通过统一的产品数据管理，实现飞机三维设计过程

4、与飞机零部件制造、装配过程的高度统一。虚拟装配技术在飞机的应用研究中，是一种全新的设计概念，它为飞机研制提供了一种新的设计方法与实施途径，它的成功依赖于对飞机总体设计进程的控制。同时，飞机零部件模型数据的合理流动与彼此共享是实现虚拟装配技术的基础。在飞机研制中，虚拟装配包括设计过程、过程控制和装配仿真三部分。二、虚拟装配基本设计思想及内涵1.以设计为中心的虚拟装配以设计为中心的虚拟装配(design—CenteredVirtualAssembly）是指在产品三维数字化定义应用于产品研制过程中，结合产品研制的具体情况，突出以设计为核心的应用思想，这表现在以下三个层次。（1

5、）面向装配设计（DFA）　产品研制过程是一项复杂的跨学科、跨部门的系统工程，需要在产品研制初期即设计阶段进行总体的协调，主要是对产品协同工作进程的可行性与合理性分析，并且进行产品主体结构物理装配方案评价。传统的设计过程与装配过程严重脱节，需要采用面向装配设计（DFA）方法，即在设计初期把产品设计过程与制造装配过程有机结合，从设计的角度来保证产品的可装配性。引入面向产品装配过程的设计思想，使设计的产品具有良好的结构，能高效地进行物理装配，能在产品研制初期使设计部门与制造部门之间更有效地协同工作。（2）自顶向下（Top—Do，简称IPT）协同地并行设计，要求分布在不同地点、

6、不同部门的产品设计工程师突出以产品为核心的设计思想，从不同角度、不同需求出发进行并行设计。（3）与MasterModel相关的可制造性设计和可装配性设计产品研制不同阶段的主模型（MasterModel）提供了一个面向设计群体的装配设计环境，使得设计群体中每个成员的设计从产品设计的开始就被有效地控制在最终产品可装配的范围之内，并且实现突出以产品为核心的设计思想，保证产品设计工程师的工作与整个产品的进展过程相关联，部件模型的变化将只反映到相应的装配部件上，从而保证了模型数据的集成性，避免了设计工作的重复。同时，产品研制是多部门的协同工作过程，主机厂与辅机厂的合作往往受到各个

7、企业的生产条件等方面的限制，结合各个企业的可生产能力和生产特性，改进产品设计模型的可制造性、可装配性，减少零部件模型的数量和特殊类型，减少材料种类，使用标准化、模块化的零部件，是非常必要的。以不同阶段的MasterModel为核心，可以保证产品研制的不同阶段数据结构完整一致，保证产品研制的各个部门协同工作，实现CAD/CAM/CAE系统的高度集成，有效地提高产品可制造性和可装配性。2．以过程控制为中心的虚拟装配以过程控制为中心的虚拟装配（Process—CenteredVirtualAssembly）主要包含以下两方面内容：（1）实现对产品总体设计进程的控制　在产品数字

8、化定义过程中，结合产品研制特点，我们人为地将虚拟装配技术应用于产品设计过程划分为三个阶段：总体设计阶段、装配设计阶段、详细设计阶段。通过对三个设计阶段的控制，实现对产品总体设计进程的控制，虚拟装配设计流程。1）总体设计阶段　总体设计阶段是产品研制的初期阶段，在此阶段进行产品初步的总体布局，主要包括：☆建立主模型（MasterModel）空间；☆进行产品初步的结构、系统总体布局。2）装配设计阶段　装配设计阶段为产品研制的主要阶段，在此阶段产品三维实体模型设计已经基本完成，主要包括：☆产品模型空间分配（装配区域、装配层次的划分）；☆具体模型定