装配仿真技术应用研究

正借鉴国外发动机行业装配仿真的先进经验,结合沈阳黎明发动机厂的实际情况,以Teamcenter作为装配工艺的PLM平台,应用Siemens PLM Software的装配仿真软件,研究解决航空发动机装配过程的装配可行性问题。对装配可行性仿真需要建立支持发动机制造的数字化仿真环境,包括发动机零件产品数模、标准件和工装数模等;按照发动机装配单元,确定装配流程,建立装配仿真环境,检验工装夹具的可用性,降低工装设计的返修率,开展装配可行性仿真分析的试点应用。本文将重点阐述装配仿真的方案思路和关键技术。     

发动机装配仿真教学软件的设计与实现

为帮助学生经济、有效地学习发动机装配知识和技能,基于Solidwlorks和Authorware开发出一套发动机装配的教学仿真软件,实现对发动机装配教学的计算机仿真。对软件的设计思想、结构、流程和界面设计进行阐述,并介绍开发软件所用的主要技术。     

航空发动机低压涡轮数字化装配仿真

通过基于三维数字化模型的装配工艺仿真技术,实现基于航空发动机低压涡轮模型在可视化的数字环境中的装配路径规划、装配分析和装配仿真,以验证产品的可装配性及其工艺过程,从而能及时发现产品设计和工艺规划中的缺陷与错误,从而进行改进。民用航空发动机数字化装配仿真分析研究,为下阶段仿真技术研究的体系化与标准化建设奠定了基础。     

复杂机电产品中的柔性线缆装配过程仿真技术

针对复杂机电产品中柔性线缆结构复杂且在装配操作中发生变形而导致的装配过程仿真难的问题,系统地提出了柔性线缆装配过程仿真的解决方案及其关键技术的实现方法.首先提出一种基于元素包含关系和无向图的线缆数字化表达模型,实现了复杂线缆拓扑、几何和属性信息的统一表达,为装配过程仿真奠定了基础;然后提出一种改进的层次链装配过程模型,统一处理针对不同对象的装配任务和装配操作等,实现了装配过程中线缆和结构件交叉装配任务和装配操作的表达和存储;最后建立一种改进的线缆质点-弹簧模型,通过添加长度变化约束并设定典型装配操作中的约束条件,实现了线缆在装配仿真中柔性形变的实时仿真.在开发的原型系统中实现了柔性线缆的装配过程仿真,并通过实例验证了文中方法的可行性.     

虚拟装配仿真系统相关技术的研究

研究了一种等离子体增强化学气相沉积(PECVD)装备虚拟装配仿真系统,介绍了系统的装配模型以及装配顺序和路径的规划.建立了虚拟装配仿真场景结构图,并采用细节层次技术对仿真场景进行优化.为了能够实时、方便地修改装配序列和装配路径,准确地描述零部件在装配或拆卸过程中的位置姿态信息,提出了一种虚拟装配的描述语言代码(V代码)和虚拟装配函数(V函数).最后采用基于包围盒逐层分解的干涉检验方法,实现装配过程的干涉检验.该仿真系统有助于缩短产品开发周期、提高设计质量、降低装配成本.     

CE环境下装配仿真系统的实现及应用

面向装配的设计 (DFA)是改善产品可装配性的关键 ,装配过程仿真是其中的重要内容之一。本文结合“并行工程”项目的研究与攻关 ,提出并实现了一种CE环境下的装配仿真系统ASMLS ,能在产品设计阶段实施数字化预装配以验证和改进装配工艺 ,必要时还可自主规划可行装配工艺。介绍了系统的构造与功能 ,给出了具体应用实例。目前 ,该系统改进版本的研究开发与应用已正在进行之中。     

装配仿真关键技术的研究和实现

装配顺序规划和装配路径规划 ,是进行模型预装配的两项关键技术。本文提出了实施装配顺序规划的优先关系约束半角矩阵法 ,并利用Pro/TOOLKIT提供的动画功能 ,基于Pro/E建立了一种装配仿真系统。该系统能够形象、直观地进行产品预装配 ,验证和改进产品的装配工艺。     

虚拟装配技术在交互式电子手册中的应用

为了提高装备保障和装备教学的效率,减少真实装备的损耗,以某型装备的维护为背景,利用可视化仿真技术实现了虚拟装配通用平台;该方法采用VS2005为主要开发工具,实现了虚拟环境的建立;然后根据装备的具体操作流程设定对应的逻辑关系,保证了虚拟装配的过程符合实际的装备特性,并在实际的运行环境中进行了流程优化,该平台在具体装备的维护过程中为用户提供了一个生动的交互式虚拟操作环境,实现了在虚拟环境中进行各种操作,同时也为后续的装备保障和装备运行仿真提供了技术基础.     

装配体的ICT仿真方法研究

ICT的计算机仿真技术是ICT研究领域的重要内容之一,传统的仿真通常是针对单个零件的,而专门针对工业应用中常见的装配体的仿真研究还不够成熟。装配体具有“多零件多材质”的特点,通常的建模方法难以正确描述零件之间的装配关系,仿真难度大。该文针对装配体的这些特点,提出一种有效的装配体CAD建模方法,给出了装配体的ICT仿真算法和应用实例。仿真结果与现实的ICT图像具有很好的相近性,验证了算法的正确性。     

航空发动机教学实验系统的虚拟装配技术研究

航空发动机虚拟教学实验系统的建设是将VR(Virtual Reality)技术与实验相结合的一次综合性的实验探索与尝试.该系统是将虚拟装配及拆卸、模化实验、模型流场的动态显示及发动机试车等综合仿真实验系统,重点论述了教学实验系统开发中的虚拟装配技术,在对虚拟装配的研究现状分析和总结的基础上,对航空发动机虚拟装配的关键技术和虚拟装配系统的实现方法进行了分析和研究,包括基于数据手套的虚拟手操作、实时碰撞检测、装配路径和装配顺序规划等问题.最后还展示了利用航空发动机三维可视化虚拟装配系统完成虚拟装配操作的实例,并分析了虚拟装配系统与传统装配相比较的优势和特点.     

基于工艺特征约束的改进遗传算法

为提高飞机装配的精度,减小定位的误差,优化具有复杂工艺特征的机身框件的支撑序列.针对优化中工艺特征约束处理问题,建立了工艺特征约束的广义数学模型,从理论角度提出了一种针对此类约束的不可行解修补算法,并基于此算法设计一种改进的遗传算法.使用改进的遗传算法优化某型飞机机身框在可重构柔性工装上的支撑序列,优化过程稳定,最优序列下框的柔性定位误差减小93.08%,保证了飞机装配的精度.理论基础分析和仿真结果分析表明,改进的遗传算法通用性强,适用于各种约束优化问题;收敛速度快且稳定,具备可行性.     

基于装配顺序的飞机装配容差信息建模

论文提出了基于装配顺序的装配容差信息建模方法,以装配仿真路径规划 的装配顺序为基础,提取装配体中各零件的特征约束关系及相关的关键特征,进而获取组成 环容差信息,建立装配容差信息模型。该模型考虑了装配顺序对装配误差累积过程的影响, 减少了人工容差信息建模繁琐的交互操作,提高了装配容差信息的建模质量。基于DELMIA 平台开发了飞机装配仿真系统。该系统已在工程上成功应用,提高了飞机装配仿真的效率, 减少了飞机实际装配生产中的出错率。     

基于RPO/E的虚拟装配、运动仿真与装配动画

通过零件三维模型的生成和对零件虚拟装配和运动仿真的分析,可大大减少设计周期;通过装配动画的设计和制作,可提高装配工艺编制效率,并指导工人装配,从而提高产品制造质量。以齿轮泵为例介绍了RPO/E软件中的虚拟装配、运动仿真和装配动画的操作思路和具体方法。     

VRML在航天仿真技术中的应用

文章介绍使用虚拟现实建模语言（VRML）建立地面设备仿真实验和导弹弹体虚拟装配系统，操作者通过网络使用浏览器进行交互式的虚拟试验和弹体装配，可以实现航天工程中部分高成本，高代价的实物操作训练功能，该系统具有高度的真实效果，展示了虚拟现实技术在航天工程中应用的广阔前景。     

基于VRML-JAVA的虚拟现实及其协同环境的开发

虚拟现实技术对于制造业信息化有着重要意义。为建立开放技术标准之上的可视化装配系统,该文对基于VRML-JAVA的虚拟现实技术在工程设计领域的应用进行了研究,提出一种新型的Web环境下3D交互仿真结构,复杂的运算和仿真在服务器上进行,从而实现服务器端装配模型和客户端显示模型的分离。并在此基础之上提出协同环境开发的系统结构。该模型不仅可用于网络环境下的可视化装配,也适合于其他领域基于Web的科学可视化。     

基于三维模型的装配工艺应用模式研究

针对大型装备制造企业广泛应用三维设计模型的现状,基于数据管理平台Teamcenter 开展三维装配工艺应用模式研究;通过开展基于三维模型的装配工艺设计、装配工艺仿真,构建多样的装配工艺应用模式;达到验证和改进产品的装配工艺,提高装配效率和质量,满足三维环境下开展装配工艺设计的目的。     

航空发动机装配数字化系统研究

研究并开发了一个航空发动机装配数字化系统(assembly digitalization system,ADS),该系统采用面向对象系统分析和分层思想进行了系统框架设计和装配信息建模.对于装配数据处理、系统同ERP、CAPP系统的数据交互和接口实现,提出了一种统一和简化的方法.该系统实现了装配工艺的三维可视化、装配任务管理以及装配履历表管理.系统应用表明,ADS系统在航空发动机装配数字化管理中是成功和有效的.     

面向并行设计的装配顺序规划研究

该文根据先进制造发展的特点,结合现代设计理论提出了适合敏捷制造的面向并行设计的装配顺序规划系统结构.针对在自动装配顺序规划过程中没有实际接触零件之间相互干涉这一难点问题,应用了虚接触原理,并给出了相应的虚接触生成规则.为了使设计人员和用户更有效地获得装配信息,提出了信息反馈规则.文中结合例子讨论了虚接触和信息反馈在生成可行装配顺序推理过程中的应用,证明了其可行性和有效性.最后讨论了在虚拟现实环境中进行装配仿真的优势和意义.     

HT-7U装配仿真可行性方案研究

HT-7U全超导托卡马克各部件装配的条件，艮巨、要求严格。在当前缺乏全超导托卡马克装置的经历和经验指导下，装配仿真则可以帮助工程人员在HT-7U实际装配之前以一种直观的、可视的方式进行装配规划和决策分析。本文从其实现技术的研究现状及进展，分析和比较了当前常用的以应用计算机技术为主要特征的4种装配仿真技术，并对4种装配仿真的技术问题和难点进行了综合阐述，最后结合HT-7U的装配要求和实际情况介绍了HT-7U装配仿真最优方案的设计思想和系统结楠．     

网格环境下的航空发动机集成设计与分布仿真研究

建立了一个开发航空发动机分布仿真的系统环境．该环境中子模型具有自治性,子模型的设计者可以根据自己的需要选择所使用的工具,定义变量以及他们与其他设计者之间的关系．应用新兴的网格技术建立了一个集成设计和分布仿真的环境框架,它可以灵活地建立和修改基于部件对象模型建立起来的航空发动机模型,并尝试解决仿真中存在的多学科耦合以及大计算量的问题．该框架具有图形化界面,可以方便地更改发动机的参数和结构,其所具有网格技术的易扩展性也为今后建立更复杂的发动机模型提供了良好的平台．研究人员可以应用该系统提供的可扩展设计和仿真环境,灵活地组建新的航空发动机模型并进行仿真．