板壳件的虚拟装配物理仿真技术分析

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1、创耨性声明y8s9lo‘本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下谶行的研究工作及取得的研究成采。尽我艨鳃，豫了文中特剐翱鞋舔注和致谢中骥罗列的内容黻井，论文中不包含其袍入已经发表或撰写过的研究成果；也不包食为获得西安电予辩技大学或其他教育机构的学位或诋书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。审请学藏论文与资誊萼萋有不实之簸，奉入承獾一谚相关责任。本人签名：：璋煎日期—妇蚴一一关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属豫安电子科技大学。本人像诞毕渡

2、离校磊，发表论文或建弱论文工俸威采对，署名攀往仍然为谣安毫子瓣援夭学。学校有权保懈送交论文复印件，允许焱阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内窑，可以允许采用影印、缩印戏其它复制手段保存论文。(保密的论文在鳃密后遵守鼗翘定)本学证论文属于保密在——年解辩厢适用本授权书。本入繁名：蔓蜜导师签名：望g鳃盘礴襄塑』：兰：复日期垄』：兰!12第一章绪论1．1寝熬装嚣产生兹背景装配是产品开发活动中最媳影响力的～个环节【n。装配在整个产晶制造过程占卷嚣霉重要的豫穰，嚣为产菇豹矮量最终怒囊装配工绍采保证的。装酝溪量的好坏赢接反映在产黼的性能、旗爨上。据统计{描，在产品生产阶段，有三分之一驭上的人盥

3、接或间接从事与装配有笑的活动，而装配费用则占楚个生产成本的30％～50％(对于某些复杂产晶，这个比例会更胬}，J)。20世纪90年代，并行工獠(cE)和纛拟翻造(Ⅷ)技术的兴趣爵致了产晶设计的广义亿，许多处于下游阶段的活动如制造、装配、测试、质鬣控制等都可以谯产品设计的嗣时并行考虑。在这样的鸳爨下，装配设计范围扩展为产品生命满麓孛与装配卷荚豹各静滔麓。麸这令意义上漤，产薅装鬣结麓设诗、装配公羞分析与综合、装骶工艺规划(APP)、装配系统规划(ASP)等，均麟于广义的装配设计范围，实际上，它是～种基于三维数组模型的集成化装配设计，即虚拟装配。1．2廉拟装配技术的概念与发展1．2。l遴掇装粼技

4、术的基零概念虚拟装配是灏向装配的设计技术(DFA)与虚拟现实技术(vR)的结合，它遴遭对实繇装甏辉壤窝粪实装酝遗程夔模羧，氆萌遵羧溪实鹣手段，搜瘸户囊够通邋视、昕、触激等直观惑蹙观察整个虚拟装配过程。纛拟装配涉及零部件构墅与布局、材料选择、装配工苞规划、公差分析等众多内容复杂、综合性的工作。虚拟凌配是虚拟傣《造技术的核心技术之一14J。虚叛装配援零不是～般的装配仿真，氆不是基于照搬现实技术的装配仿真，三者的区别主要表观为，一般的装配仿真是在预先建立的仿真模型下将零部件组装在一起，这种预先建立的模型异常繁琐，不仅要将仿真的环境构建出来，丽虽要鞭先编裁产品静装配蔟痔，簸重要豹是在铸褰靛过程中没

5、有A为懿参与，仿真的效聚完全依赖于预先建立的仿真模型，装配仿真验证的只是产品在装配过程中尾否发生干涉。基于虚拟现实技术的装配仿真也只是将虚拟现实技术应用于装配仿2扳壳什的虚拟装配物理仿真技术研究真，仿真的效果更加逼真一些，这种装配仿真技术同样需要在仿真开始之前建立系统的仿真模型，系统缺乏智能性。而虚拟装配强调人在装配环境中的参与性，能将装配工程师的专家知识融八装配系统。在虚拟装配环境中，不仅能够验证产品的可装配性，而且装配工程师可以在众多的装配顺序中找到最优的装配顺序。所以虚拟装配能够提供人机一体的装配环境，而且由于装配工程师的参与，虚拟装配系统还具有智能性。利用虚拟装配技术，设计人员可以

6、在虚拟环境中更加方便地进行结构设计、修改，可更专注与产品功能的实现。在产品设计完成以后，进行总装检测，检查产品的可装配性及优化设计精度、制造精度和成本之问的性价比。虚拟装配环境l感觉信息合成l输出信息岸l咩年靠茔j塑卜凰I▲动作检测●l．IIl输入系统l竺仝兰!卜_—-1垒竺竺型卜—叫望墨鲞至}l兰竖竺型I模拟系统图1．1虚拟装配的结构框图虚拟装配技术主要有：虚拟装配建模，虚拟装配规划和虚拟装配评估三部分组成。虚拟装配建模分为几何建模和物理建模两部分，它主要表达两部分的信息：一是零件及子装配的信息，二是零部件之间的相互关系信息。几何建模主要是虚拟产品模型的建立，它是指在虚拟环境中建立几何模

7、型来描述虚拟对象的开关及他们的外表，在此基础上对零部件的质心、形心、质量、表面积、体积、重心位置、转动惯量、材料、精度、装配时由于约束形成的作用力等一些物理特性也需要考虑到装配过程中，应用这些数据进行运动学、动力学、稳定性及强度等方面的计算和校核，并把结果反馈到装配系统中，这样所建立的模型就是物理模型。本文主要对板壳类零件的装配变形(稳定性)进行深入的物理装配仿真。1．2．2虚拟装配技术的研究现状虚拟装配作为虚拟制造的关