虚拟装配环境下运动副自动识别方法

为有效地减少在装配仿真完成后进行机构运动仿真的前处理工作量,提高机构运动仿真的智能化程度,提出了一种在虚拟装配环境下面向运动仿真的机构运动副自动识别方法。通过提取虚拟装配环境下零部件间的装配约束信息,计算两个相连接零部件间所有约束的约束度,并利用计算所得的约束度自动映射出运动仿真机构中相应的运动副,为机构运动仿真中建立机构信息模型提供了基础信息。结合自主研发的原型系统虚拟装配工艺规划软件,给出了基于虚拟装配系统实现运动仿真的底层数据结构、机构模型的数据结构、信息传递过程和算法实现流程,并通过具体实例验证了方法的有效性。     

基于约束代理的虚拟手装配研究

虚拟环境中缺少零件约束信息,从CAD系统中提取约束信息并根据虚拟装配系统的需求进行简化,采用添加约束代理实体的方法对约束信息进行表达.根据装配约束和约束代理实体的特点,三个有效的线面约束便可以对任意一个零件定位,对约束进行捕捉并对多个约束作用下零件的运动进行了分析.开发了虚拟手装配操作系统,操作人员能在约束的引导下顺利地完成产品的虚拟装配操作.     

面向虚拟环境的CAD装配模型向运动模型的转换

探讨了在虚拟环境中进行复杂机械产品运动分析时CAD装配模型向机构模型转化的信息识别。首先在总结CAD装配系统提供的各种装配约束类型与其相对应的运动几何元素基础上,给出了平移和旋转自由度的归约规则,根据简单运动副约束与运动自由度及运动几何元素的映射关系,实现从零部件装配信息到运动分析用的构件和简单运动副信息的转换。     

CAD模型约束向多体动力学模型运动副的转换

CAD系统在动力学仿真功能上较为薄弱,而动力学仿真软件在造型方面的功能较为薄弱,因此在三维软件下建模再导入到仿真软件中进行运动学和动力学分析成为一项研究课题,而装配模型的部件在两种系统中的限制关系成为转换的难题。以挖掘机模型为研究对象,以约束和运动副为理论基础开发了转换模块,实现了模型从Pro/E系统向ADAMS系统的转换,该转换实现了约束向运动副的转换。     

逆向工程中基于几何约束的汽车零部件模型重建

结合汽车变速籀、发动机零部件的精密测量和数字建模，考虑零部件实物模型中的隐含约束关系，提出了基于几何约束的模型重建和优化求解方法。该方法把约束按照优先等级顺序添加到约束图中，应用自由度分析法建立协调的约束系统，把复杂约束问题分解为约束子问题进行求解。将该方法应用于变速箱零部件模型重建中，所得到的几何模型较好地反映了原始设计意图，满足产品装配精度要求。     

基于仿真组件的数字样机运动模型构建与重用

为了提高产品仿真建模的效率并增强仿真模型的可重用性,提出了一种机械产品虚拟样机运动模型的构建方法。利用仿真组件表达产品机构的设计知识,描述了机构中与运动学相关的各种信息。建立了关键设计参数与产品CAD模型设计信息之间的相互映射关系,通过修改关键参数实现快速重用机构的运动仿真模型。采用数值算法对模型进行分析求解,获得产品机构中各零部件的各种运动行为数据,并在虚拟环境中进行了运动仿真展示其运动学行为。该方法在虚拟环境下机械产品性能评测中得到应用,并利用某型号汽车的转向和悬架系统进行了验证。通过仿真实例表明,该方法具有较好的实用性和扩展性。     

基于点云数据的反求特征约束识别方法

反求CAD模型应该包含原始的设计意图.忽略特征之间几何约束的重建CAD模型很难满足产品装配对齐及产品对称等要求.点云数据隐含了原始CAD模型设计信息.识别隐藏在数据点云中的正向设计CAD建模特征和定位基准特征,从而为基于约束的公差求解提供基础,是准确进行反求CAD建模的关键.结合正向设计手段,研究利用点云数据识别原始设计特征约束信息,从而准确反求原始模型.     

基于模板的机构模型构建技术研究

机构模型构建是从CAD装配几何模型到运动学分析模型及多体动力学模型转换的关键技术。建立了机构模型生成的模板,构造产品的装配结构树,建立装配结构图;通过紧固联接件的归并,建立联接件归并图;通过运动约束的识别,实现运动副的添加,从而构建出机构模型。模板适合于大多数常见机构模型的生成,并在发动机汽缸活塞机构模型的构建过程中得到了具体的应用。     

基于几何约束条件过约束并联机构自由度瞬时性的简便判别方法

由于采用螺旋理论工具计算得到的并联机构自由度是瞬时的,特别对于过约束并联机构,不仅其自由度性质可能改变,而且有些自由度的运动可能根本实现不了,所以必须对其自由度的瞬时性进行判别.鉴于国内外对过约束并联机构自由度瞬时性的判别方法的研究非常少,基于机构自身的几何约束条件提出一种判别过约束并联机构自由度瞬时性的简便方法.该方法根据各分支的几何约束条件建立几何约束方程,通过检查几何约束方程是否存在非零实数解来判别机构自由度的瞬时性,并以五种过约束并联机构为例,阐述该方法的具体判别步骤.基于仿真软件ADAMS提出一种判别过约束并联机构自由度瞬时性的仿真分析方法,该方法检测仿真模型自动添加的多余自由度,检查自动添加的多余自由度是否产生位移来判别自由度是否为瞬时的,同样采用这种仿真分析方法对上述五种过约束并联机构的自由度瞬时性进行判别.结果表明两种判别方法得到的结果是一致的,有力地验证了两种判别方法的正确性.     

基于ADAMS二次开发的零部件约束库建模仿真研究

在介绍分析了虚拟样机技术及ADAMS仿真分析软件的基础上,运用ADAMS二次开发的方式,基于宽频多模态的零部件结合部等效模型简化的方法,开发了相关关键零部件的模型约束库,并将其应用到对高性能X-Y运动平台的动态特性仿真研究当中,验证了建模方法的准确性.