毕业论文范文——基于虚拟现实技术的飞机模型装配仿真研究

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1、西安航空职业学院毕业论文基于虚拟现实技术的飞机模型装配仿真研究姓名：专业： 航空电子班级：完成日期：指导教师:【摘要】飞机装配过程中出现的装配错误和装配时间长等问题一直是困扰航空企业发展，随着计算机技术的飞速发展，为虚拟现实技术在航空企业的应用提供了可能。通过应用基于虚拟现实技术的飞机模型装配仿真，快速解决相应的装配问题，提高了设计、工艺环节的质量和效率。关键词：虚拟现实；飞机模型；装配仿真0引言飞机是目前制造行业中结构最复杂、设计和制造难度最大的产品，飞机装配是飞机制造的重要环节，在飞机研制中占有极

2、其重要的地位。装配工艺设计及仿真工作贯穿于飞机整个装配过程，在现代飞机的设计、制造和装配中扮演的角色将越来越重要，先进的装配工艺和仿真技术应用于生产中，可以极大地提高飞机装配生产率，缩短飞机的研制周期，减少装配返工率，保证飞机产品装配质量并产生显著的经济效益[1]。建立基于虚拟现实技术并跨越不同专业学科的沉浸式数字样机仿真平台是航空企业重点开展的信息化建设项目之一。全球化协同制造日趋激烈，企业急需改变传统的装配工艺，解决装配精度高，装配结构复杂带来的装配错误、装配时间长等弊端。同时，为了适应飞机型号产

3、品的并行研制需求，建立基于虚拟现实技术的沉浸式数字样机仿真平台，可以提高飞机装配与设计、制造过程中的集成度和并行度，为实现企业航空数字化开发，提供全面的技术支撑。林美安等[1]以飞机机身为研究对象，分析了飞机装配工艺和仿真技术的合理性和可行性。刘羚等[2]通过对装配工艺规划进行研究，提出了基于三维模型的装配工艺规划及仿真设计验证。本文提出虚拟现实技术应用于飞机模型装配仿真，通过利用虚拟现实技术对产品可装配性、可拆卸性、以及装配路径等进行分析、验证、优化，通过飞机沉浸式装配仿真技术，快速提高产品装配质量

4、、效率和可靠性，对提高我国航空产品设计与产品制造并行工程具有重大意义。1飞机模型装配仿真分析近年来，如何提高航空产品质量，加快产品设计的研发和缩短制造周期已至是航空制造业面临的一个难题。为提高型号产品研制效率，飞机型号产品设计已基本实现了传统的二维设计转向三维设计过渡。然而，目前大多数制造企业仍然沿用传统的二维装配工艺设计方法，主要依靠经验丰富的装配专家手工来完成，对于航空航天领域复杂产品的装配设计，只能凭借经验寻求可行解或局部较优解，往往难以获得全局最优解[2]。这种传统的装配工艺设计方法很难承接设

5、计阶段的三维模型数据信息，直接影响到产品的装配质量和交付周期。针对传统二维装配工艺不具备接收型号产品三维数模信息的现状，通过基于虚拟现实技术沉浸式数字样机平台，应用虚拟现实技术开展装配工艺设计及仿真，可以达到提高装配工艺设计质量和效率，减少工艺返工，缩短工艺准备周期，提高工艺指导现场能力的目标。当前，沉浸式仿真装配仿真技术已逐步应用于机械领域的产品设计、性能评估以及虚拟装配规划等。利用沉浸式装配仿真，可以更好地模拟实际的装配过程，在实际装配之前对整个过程进行仿真，及时发现存在的问题，对产品以及装配过程

6、做必要的调整[3]。1.1虚拟现实技术虚拟现实技术，也称虚拟技术，是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟环境，该技术综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。1.2IC.IDO软件IC.IDO是一款基于虚拟现实技术开发的专业可视化软件，为用户提供人机功效分析、可视化设计制

7、造决策功能。通过将飞机型号产品三维设计数模可视化，形成1:1形式的虚拟样机，利用虚拟样机和虚拟装配来辅助产品设计，可广泛应用于飞机型号产品早期设计、验证、装配、培训等环节。有利于缩短型号研制周期，提高型号产品的装配工艺水平，从而提高型号产品质量，为企业在市场竞争中取得优势。1.3沉浸式数字样机仿真平台通过采用基于虚拟现实技术的相关硬件设备，搭建一套基于虚拟现实技术的沉浸式仿真平台，并与可视化软件IC.IDO集成，为飞机型号产品提供了可视化装配分析、验证功能，从而辅助产品设计。其主要实现过程如下：飞机设

8、计人员在设计完型号产品三维数模后，整机的三维数据文件数据较大，一般情况下，很难在一台计算机上通过CATIA等专业设计软件快速的打开飞机的整机数模。在虚拟制作过程中，IC.IDO软件在不改变三维数据文件的内部结构、不丢失三维数据文件的的前提下对其进行轻量化处理，处理后即可在IC.IDO软件中快速的打开，并且通过沉浸式数字样机平台进行完整展示，可在装配完整的产品数字样机中开展样机展示、漫游、装配分析等活动。图1沉浸式数字样机仿真平台示意图Fig.1Immer