复杂航天器数字化装配仿真平台及应用研究

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1、2015年第6期导弹与航天运载技术No.62015总第342期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.342文章编号：1004-7182(2015)06-0042-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150610复杂航天器数字化装配仿真平台及应用研究沈重，郑宏涛，董伟，陈永强，何朔（中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京，100076）摘要：复杂航天器由于子系统多、空间布局紧凑，导致采用传统的二维产品装配工艺设计方法将带来大量实际问题，降低生产效率，同时浪费研制经费。首先介绍数字装配仿真的方法及流程，而后

2、以某复杂航天器为应用案例，详细阐述航天器数字装配仿真技术的工程应用研究。关键词：航天器；数字装配仿真；人机工程中图分类号：V465文献标识码：AApplicationofDigitalAssemblySimulationTechnologyforComplicatedVehicleBasedonDELMIAShenZhong,ZhengHong-tao,DongWei,ChenYong-qiang,HeShuo(R&DCenter,ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology,Beijing,100076)Abstract:F

3、orcomplicatedspacecraft,traditionaltwo-dimensionalproductassemblyprocessdesignmethodbringsnumerousactualproblemsbecauseofitscomplicatedsub-systemsandcompactspacelayoutwhichlowertheproductionefficiencyandwastedevelopmentoutlay.Inthispaper,digitalassemblysimulationprocessisintroduce

4、dbrieflyanditsapplicationstudyisilluminatedbytakinganexampleofacertaincomplicatedspacecraft.KeyWords:Complicatedvehicle;Digitalassemblysimulation;Man-machineengineering[23]0引言真模拟，通过虚拟现实及人机工程技术优化了空间随着先进数字化技术的发展，特别是三维数字样布局及装配流程。机技术的发展，使用三维数字化定义成为大型复杂产品设计的主要手段。自20世纪80年代开始，国外航1复杂航天器装配

5、仿真方法及流程空航天企业已经开始把数字样机技术应用到研制过程对于复杂航天器，由于系统多、空间布局紧凑，中。在产品装配过程中，数字化装配仿真技术逐步取零组件数量数以万计，全数字样机的装配过程是一个代了“实物模装”，在产品全数字化定义的基础上，非常复杂、约束众多和反复优化的过程，经常出现装开展零部组件的空间干涉分析及间隙分析，按照数字配和干涉问题，导致生产资源浪费甚至产品布局设计化工艺开展装拆仿真，分析零组件之间的装配关系，变更，给型号的生产研制带来不可估量的损失。尽早发现设计缺陷，分析可制造性、可拆卸性以及可针对以上问题，可以考虑基于统一的数字样机，[1]维

6、护性。综合工艺规划和工艺仿真，实现产品、资源、工艺的目前，国际上航空航天企业将数字化设计及装配深度集成，从而保证工艺数据在产品数据管理平台中[3]技术应用于产品研制中，取得了明显的效果。空客公的一致性。司采用了柔性装配技术，应用在壁板铆接和生产过程，1.1数字化装配仿真流程实现了数字化检测和质量控制，大大提高产品装配质数字装配仿真大致分为5个阶段：数据准备、装量。以波音787飞机为代表的波音公司采用了数字化配仿真工艺流程构建、装配过程仿真、装配过程仿真装配技术，在虚拟现实环境中实现了数字化定义和仿优化和仿真结果输出，如图1所示。收稿日期：2014-12-0

7、8；修回日期：2015-05-12作者简介：沈重（1974-），男，高级工程师，主要研究方向为飞行器数字化设计及仿真技术第6期沈重等复杂航天器数字化装配仿真平台及应用研究43现实环境进行拆装与维护过程的动态仿真，模拟在各种工况下人体的姿态、负荷，分析工作强度及疲劳程度，从而改进工艺流程，以较低的生产成本和较高的生产效率实现产品装配过程。e）虚拟数字化工厂仿真。利用以上产品、工艺和制造资源信息，在数字化工艺布局环境下，将人体实体模型引入该环境中，按照已经设计好的装配工艺流程进行产品、资源、流程及作业者之间一体化的三维动态仿真，实现三维数字图1数字化装配仿真流

8、程化虚拟装配工厂，为装配流程、资源及人员的调整和优化提供强有力的依