虚拟样机技术中虚拟装配实现研究

介绍基于虚拟样机技术的现代产品设计流程,分析虚拟装配技术在产品设计中的作用.提出利用Pro/E与ADAMS协同实现虚拟装配的方法,通过分析具体实例的虚拟装配说明虚拟样机建模过程中虚拟装配的重要性.     

车身装配虚拟样机建模研究

传统的车身装配设计需要多轮实物试制,增加了周期和费用,为此提出了支持虚拟样机技术的车身装配集成建模框架。该集成框架分为基于焊装特征的装配建模、偏差传递计算模型和装配环境仿真模型等三个子模型,并以产品数据管理为平台,通过接口方式实现了各子模型中装配数据和过程信息的协调管理。最后给出了一个某实际车身前地板装配设计的实例。初步实践认为,该集成框架可对缩短装配开发周期、降低车身试制费用提供有效支持。     

虚拟样机多学科协同设计与仿真平台实现技术

在分析产品协同开发平台的功能框架以及主要协同模式的基础上，深入研究了虚拟样机多学科协同设计与仿真平台的分布式计算模型，及其协同运行管理、协同产品开发资源库管理、分布数据的协同交互管理与系统实现技术。基于COM／DCOM的建模与仿真工具协同、支持仿真联邦管理的数据库设计和CORBA的应用实现技术，开发了原型系统。该系统支持Internet网络环境下各种建模与仿真工具跨平台、分布交互与异构集成，可有效支持复杂产品虚拟样机的协同开发。     

虚拟样机技术初探

阐述了虚拟样机技术的概念、特点及其关键技术;简要介绍了虚拟样机技术在国内外的应用现状;指出了我国发展虚拟样机技术的迫切性。     

虚拟样机协同设计思想实施

从虚拟样机和协同设计、并行设计的角度出发,阐述了开发和实施虚拟样机协同设计平台过程中的关键部分内容。虚拟样机协同设计平台是根据现代设计和研发体系下的部门之间、设计工程师、分析工程师和试验人员之间相互协作的需要而开发的并行协同设计平台。它打破了以前各种分担不同职能的工程师之间的信息交换壁垒,使得设计、分析、试验以及项目管理方面的信息交流更加通畅,将以前由手工完成的不同文件格式转换任务变成了由计算机后台自动完成。极大地提高了信息共享和信息传递的速度,提高了各工程师研发工作的效率和相互协同能力。     

虚拟产品开发中的装配建模研究

从虚拟样机的角度出发 ,结合流行 CAD软件的特点 ,提出了在大装配的环境中快速有效地进行产品装配建模的四种方法 :引用集方法、部件过滤方法、小平面模型方法、以及特征简化方法。在实际产品开发中应用这些方法取得了较好的效果。     

面向协同虚拟装配的模型表达技术研究

针对部件级别的协同虚拟装配,提出了协同虚拟装配环境下的模型表达方法和数据转换方法.该方法根据协同虚拟环境下交互装配仿真需求,将部件模型分为显示层、逻辑层、碰撞检测层、部件信息层,形成具有四层次的产品模型表达.开发了数据转换接口,获得了四层次的产品模型.在汽车部件级别虚拟装配的应用表明,该模型表达和数据转换方法能够满足协同虚拟装配交互仿真需求.     

虚拟装配技术的研究

虚拟装配是虚拟制造的关键技术之一。通过分析虚拟装配设计环境的系统结构和信息流,提出了虚拟装配建模技术的解决方案,讨论了在实际应用虚拟装配技术时应考虑的问题。     

面向多学科虚拟样机协同仿真的仿真网格技术研究

针对目前多学科虚拟样机协同仿真应用中面临的多学科交互协同能力差、资源动态调度分配难、系统容错能力和柔性差、动态资源可重用性差、规模易受限制等问题,首先提出了一种新的解决途径——构建仿真网格,进而较为详细地介绍了面向多学科虚拟样机协同仿真的仿真网格技术的部分研究成果,最后,介绍了典型的应用案例,并给出了结论和下一步的工作展望。     

基于虚拟样机的发射设备协同设计与仿真技术研究

利用虚拟样机技术进行装备协同设计是一种基于集成化产品和过程开发策略的新方法。以典型防空武器系统的发射设备为研究对象,分析了其虚拟样机的定义与分类方法,提出了一套发射设备协同设计总体构建的研制流程,结合发射设备随动系统实例进行分析,用于指导在工程设计与制造前的仿真与验证工作,对未来防空武器系统其他分系统优化设计提供借鉴与指导作用。     

装卸桥虚拟样机建模技术

以秦皇岛港口10t×40m装卸桥为研究对象,通过三维建模软件Pro/Engineer和虚拟样机分析软件SIMPACK的结合使用,建立了三维的装卸桥虚拟样机系统。为以后进一步对装卸桥进行运动学和动力学分析奠定了基础。     

面向产品全生命周期的虚拟装配技术研究

阐述了虚拟装配的内涵。从可装配性设计原则、可装配性分析评价和装配过程仿真3个方面,建立了面向产品全生命周期的虚拟装配技术体系结构,并分析了该体系结构的虚拟性、并行性、集成性和协同性的特点。对虚拟装配模型、虚拟可装配性分析与评价、虚拟装配工艺规划及虚拟装配系统规划等虚拟装配关键技术进行了研究,并初步构建了面向产品全生命周期的虚拟装配环境。     

Product lifecycle-oriented virtual assembly technology

VA (virtual assembly) provides a more efficient, intuitive and convenient method for assembly process modeling, simulation and analysis. Previous researches about VA are almost isolated and dispersive, and have not established the understanding and definition of VA from a macroscopical and integrated view. Based on the analysis of the connotations of VA, a PLO-VATA (product lifecycle-oriented virtual assembly technology architecture) is proposed, in this architecture, VA is decomposed into four basic elements: principles and methodology of DFA (design for assembly), assembly analysis and evaluation, virtual assembly model and virtual assembly toolkits. Immersion, concurrence, integration and collaboration are the four main characteristics of VA being put forward. The key techniques of VA including virtual assembly model, virtual assembly analysis and evaluation, and virtual assembly process planning are discussed. Finally, a prototype system is built to validate the feasibility of the proposed method. __________ Translated from Computer Integrated Manufacturing Systems, 2005, 11(10) (in Chinese)     

CAD系统与虚拟装配系统间的信息集成技术研究

针对商品化计算机辅助设计系统与虚拟装配系统间的数据转换问题,提出了一种虚拟装配环境下的零件信息层次表达结构模型,该模型由面片层、几何层、特征层和零件层组成;给出了虚拟装配环境下零件信息模型的重构方法,通过对计算机辅助设计系统中零件信息的提取和虚拟装配环境中零件信息的重构,较好地解决了商品化计算机辅助设计系统与虚拟装配系统之间的数据集成问题;建立了虚拟装配原型系统,验证了研究结果的可行性。     

面向复杂产品的可重构虚拟样机技术研究

针对复杂产品基于已有知识实现快速设计问题,对产品设计、分析仿真和协同优化过程中模型和知识的重用进行了深入分析,提出了支持新产品开发的可重构虚拟样机构建方法.通过对复杂产品虚拟样机技术分析,研究了可重构虚拟样机的构建过程和建模方法,建立了可重构虚拟样机的基本类图、活动图和映射关系图;在新产品设计过程中参数驱动可重构虚拟样机模型,实现新产品的快速设计和分析及优化.最后,以锤式破碎机主轴为例,实现了可重构虚拟样机的应用,证明了该技术对复杂产品的快速设计具有重要意义.     

复杂产品分布式并行协同虚拟装配系统研究

为解决复杂产品异地协同设计中零部件数模验证和装配评审的困难,研究了基于网络的分布式协同虚拟装配技术,提出基于高层体系结构/运行时间框架的分布式协同虚拟装配方案,解决虚拟环境中的用户管理、操作协同和交互式装配操作等问题.以此为基础开发出了支持实时协同交互装配仿真的分布式并行协同虚拟装配系统,并以某汽车部分总成网络协同装配为例验证了该方案.结果表明,该方案可以实现复杂产品设计中的异地协同装配仿真与评审.     

基于虚拟样机的仿生推进装置运动学仿真

用Pro/E软件建立了仿生推进装置的机构模型,利用虚拟样机软件ADAMS对机构进行仿真,得到了翼盘的位移、速度曲线及连杆的驱动力矩曲线,证实机构运动符合预设的要求.为进一步的研究和优化仿生推进装置提供了依据.     

面向虚拟装配的零部件精确定位技术研究

针对基于几何约束自动识别的零部件精确定位技术中存在的识别效率和准确性不高的问题,提出了一种分层的几何约束自动识别方法。该方法通过装配意图获取、约束优先级判断、约束类型匹配、约束参数匹配、约束位置匹配和约束有效性检查等分层判断机制,有效地提高了几何约束自动识别的效率和准确性。相关方法已经在虚拟装配工艺规划系统中进行了验证,并已应用到航天产品的虚拟装配工艺规划中。     

基于虚拟样机技术的挖掘机器人节能控制仿真研究

针对传统基于反复试验的挖掘机器人节能控制研究的缺点,提出了将虚拟样机技术应用于节能控制开发的方案.在分析典型节能控制模型的基础上,在挖掘机器人虚拟样机上对各种控制方式进行仿真试验,通过分析仿真结果得出各种控制方案的特性,据此进行实际节能控制的优选和参数调整,从而达到减少实际试验次数,提高控制精度和效果的目的.