基于质点弹簧模型的电缆虚拟装配仿真研究

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1、分类号密级ＵＤＣ１０１５１单位代码大连海事大学博古学位论文基于质点弹篱模型的电缆虛拟装配仿真研究原彬指导教师王祖温职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位类别工学博±学科（专业）轮机工程论文完成日期２０２０１５．０６１５．０１答辩日期．／答辩委员会主席、（ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣａｂｌｅＨａｒｎｅｓｓＶｉｒｔｕａｌＡｓ化ｍｂｌｙＢａｓｅｄｏｎＭａｓ－ｓＳｒｉｎＭｏｄｅｌｐｇＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅ

2、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒ付ａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆ也ｅｒｅ山ｒｅｍｅｎｔｓｆｂｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｑｇＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂｙＹｕａｎＢｉｎＭａｒｉｎｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇ）Ｄｉｓ挑ｒｔａｔｉｏｎＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＷａｎｇＺｕｗｅｎ０６／２０１５大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创巧声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰＂＂写成博／硕±学位论文基于质点弹黃模型的电缆虚拟装配仿真研巧

3、。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律贵任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部ｎ或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手

4、段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。＂＂不保密（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作織名：导师签名日親：＾皆年＾月兴＾日Ｉ创新点摘要創新点摘要１．在假设电缆为理想电缆基础上进行基于质点弹黃模型的电缴建模。在质点之间建立了拉伸弹費、弯曲弹黃和边界弹黃分别表示电缆变

5、形时质点所收到内力和边界作用力。针对Ｈ种弹黃所表示的不同物理特性进行了弹黃刚度系数的取值研巧ｅｗｍａｒｋ－。通过力学分析，分别给出了兰种弹寶的刚度系数计算公式。采用ＮＰ算法对电缆模型进行求解，。，，减少了迭代次数缩短了计算时间提高了系统稳定性２．提出了虚拟环境下的基于层次有向图的刚柔关联模型表达。给出了刚性零件和柔性零件的信息描述方法。进行了基于ＳＴＥＰ中性文件的零件信息转换和存储的研究。ＳＴＥＰ标准语法结构多样、实体关键词丰富，使用ＳＴ趾中性文件扩大了刚性零件模型的ＣＡＤ来源，提高了系统的通用型。３．提出了基于分层包围盒与随机碰

6、撞检测算法相结合的混合碰撞检测算法，将碰撞检测过程分为初步检测、详细检测和精确检测Ｈ步。在弹细检测阶段使用基于粒子群算法的随机碰撞检测算法进一步缩小碰撞可能发生的范围；减少了精确检测阶段的计算量。ｎ中文摘要巧要随着复杂化电产品的信息化趕度的增加，电缆在汽车、船舶、飞机等复杂机电产品中所占的比重越来越大。由于电缆种类繁多，形态复杂，可装配空间小，在实际的装配过程中极易造成错装、漏装、布局不合理或者发生干涉现象。因此，如何提高电缆产品装配质量及效率，是企业所面临的重要问题。虛拟现实技术为一电缆产品设计安装提供了种新思路

7、和方法。本文对电缆虚拟装配技术相关理论、关键技术和实现方法进行了深入细致的研究，，并Ｗ船用分油机中的电銷为例进行了虚巧装配的实现。论文的主要研充工作包括｛＾下几个方面；（１）在深入研究柔性物体基于物理属性的建模方法基础上，根据虚拟装配系、统的要求，，假设电缆截面为刚性截面不发生变形、并始终与中也线正交；假设电缆没有原始曲率和烧率。在此基础上将电缆的凡何形态简化为若干质点相连的一维对象，进斤了基于质点弹黃模型的电缆建模研究。电缆的形态由质点位置控制，质点空间位置变化引起电缆形态改变。质点之间由兰种不同类型的弹黃连接：拉伸弹黃、弯曲弹

8、黃和边界弹黃。拉伸弹黃为