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由于变速箱具有承载能力强、寿命长、效率高等优点，因此被广泛用于起重运输、工程机械、汽车、船舶和航空航天等工业部门，但是它的零部件尺寸、外形各异，数量多，装配过程工艺十分复杂，因此给装配质量和装配效率的提升带来巨大的挑战。目前国内变速箱装配过程面临如下共性问题：大部分装配任务依靠手工作业，装配效率低;设计不合理和工作环境差导致工人劳动强度大，普遍反映疲劳及对工作的满意程度较低;工人的经验和技能水平等因素，导致装配质量问题突出，失误时常发生。因此如何在变速箱的设计阶段就考虑到它的装配问题及人因问题已成为研究的热点之一。近年来，虚拟装配技术受到了学术界和工业界的广泛关注，并对先进制造模式的实施产生了深远的影响。通过创建三维数字化产品模型和近乎真实的虚拟环境，虚拟装配技术实现了用虚拟产品部分甚至是全部取代传统的物理样机的伟大进步，能够在产品设计阶段就考虑到后续的装配问题及人因问题，方便装配过程的仿真分析，产品装配性能的预测，潜在缺陷的早期检查，以及装配信息的反馈。使用该技术不仅可以极大地缩短产品研发周期，降低生产成本，扩大市场中的影响力，还有利于并行工程的运行。本文在跟踪国内外变速箱的研究进展和虚拟装配技术发展的基础上，从理论、关键技术和实际运用三个方面对虚拟装配进行了有益的探究，主要内容为：（1）对现有虚拟装配技术进行归纳与分析，包括虚拟装配序列规划方法和虚拟装配路径规划方法。以变速箱为例，基于其结构组成，提出基于拆卸法、组件识别法和装配关联图法三者相结合的装配序列规划方法，并选用基于工程语义的虚拟装配路径规划算法。（2）在DELMIA环境中对变速箱的虚拟装配过程进行仿真研究。利用DELMIA的DPM模块定义每个欲模拟的零部件的装配路径，实现变速箱虚拟装配三维动态仿真，并同步实施干涉检查。（3）利用DELMIA的Ergonomics模块检验变速箱装配过程的合理性，并对虚拟人的作业过程进行多种人体工效分析和优化。（4）在交互设备中进行变速箱的虚拟装配展示。

关键词：变速箱虚拟装配技术 DELMIA 装配序列规划人机工效评估交互设备

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基于力反馈的虚拟装配技术研究

基于力反馈的虚拟装配技术研究

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作者：崔艳波长春理工大学

学位级别：硕士

在人类的多种感知中,触觉发挥着很重要的作用,它是人类对事物获得认知的-个重要途径。如果在虚拟装配系统中引入触觉,就会极大的增强可视化效果,提高用户的沉浸感,使得用户与虚拟装配系统之间的交互更加真实、自然。基于上述的想法... 详细信息

在人类的多种感知中,触觉发挥着很重要的作用,它是人类对事物获得认知的-个重要途径。如果在虚拟装配系统中引入触觉,就会极大的增强可视化效果,提高用户的沉浸感,使得用户与虚拟装配系统之间的交互更加真实、自然。基于上述的想法,在本文中就创建了一个应用程序,让用户利用触觉完成钉孔的装配。这个能完成触觉装配的应用程序包括了基于编程代码的C++、计算机图形学、用户自定义界面和模拟触觉装置。用户在应用这个程序进行钉孔的虚拟装配时会感受到力的反馈,使得用户可以借助力的反馈区分不同直径的钉子以及不同的润滑,从而很好的证明了此应用程序是行之有效的。另外基于力反馈的虚拟装配技术还有很大的发展空间,不仅可以进行钉孔装配,还可以进行其它更多类型的装配。如果将其利用在产品的设计阶段,那就可以在生产产品或样机之前就能直接地用于改进产品,再加上产品的零件制造的信息,将进一步提高工程师的管理控制能力。总之,基于力反馈的虚拟装配的作用是不容忽视的,会在产品的装配和设计阶段发挥重要的作用。

关键词：虚拟装配技术力觉/触觉反馈渲染碰撞检测应用程序

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基于模型定义的航空发动机虚拟装配技术研究

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作者：徐张桓南昌航空大学

学位级别：硕士

近年来,飞机数字化装配技术发展迅速,主要有并行产品数字化定义与数据管理、装配工艺规划与仿真、可视化文件的编写等技术,若将其应用到航空发动机的传统装配中,可以提前发现并改进装配工艺存在的问题、有效缩短制造周期与提高工人的装... 详细信息

近年来,飞机数字化装配技术发展迅速,主要有并行产品数字化定义与数据管理、装配工艺规划与仿真、可视化文件的编写等技术,若将其应用到航空发动机的传统装配中,可以提前发现并改进装配工艺存在的问题、有效缩短制造周期与提高工人的装配效率。为此本文开展了基于模型定义的航空发动机装配仿真技术的研究,其包括MBD技术、虚拟装配仿真技术与三维工艺可视化技术,为现代航空发动机数字化装配方向提供一些新的理论参考和思路。本文以航空发动机装配为研究对象,利用CATIA软件建立与分析了航空发动机产品的MBD数据集相关定义,介绍了MBD模式下产品的数据管理系统,并制定了基于MBD的航空发动机装配工艺仿真研究方案与流程。结合航空发动机结构特点,进行装配单元的划分。总结与梳理目前的装配顺序和路径规划,提出了一种可行且快速的无干涉规划方法,完成装配顺序、路径的规划。考虑到在实际装配中人的因素,进行了人机任务的规划。构建与布局航空发动机虚拟装配仿真环境,基于DELMIA/DPM数字化装配平台,结合虚拟装配总成与人机工程技术对航空发动机装配工艺仿真问题进行了系统性研究。通过分析静动态干涉检查与甘特图时间报告,验证了装配顺序与路径规划的合理性。并在Ergonomics模块中实现了人机任务过程仿真,全面角度分析了在工位中工人的工作时间、视觉匹配度、肢体工作空间与疲劳易感度的工作情况,改进了工人不合理的工艺姿势,最后输出仿真视频与报告。基于3DVIAComposer平台,对航空发动机MBD模型及装配仿真过程进行了三维轻量与可视化处理,将MBD模型、装配视频及工艺信息报告等数据集成到Office中,实现了三维可视化AO文件的生成,在SQL Sever 2012数据库平台中开发了航空发动机数据库系统,建立了数据库,存储装配工艺数据。研究表明,本文较完整的总结出了航空发动机虚拟装配技术的一套方法和流程,能提前验证与优化装配工艺设计的不合理之处,三维可视化输出文件可以直观高效地进行数据交流,用于指导和培训工作人员,对航空发动机全面数字化装配的进一步发展具有参考意义。

关键词：航空发动机 MBD定义 DELMIA 虚拟装配技术三维可视化AO

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基于DELMIA的十字万向联轴器虚拟装配技术研究与应用

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作者：吴见合肥工业大学

学位级别：硕士

虚拟装配技术是在虚拟现实环境中模拟仿真产品装配过程的一项高新技术。虚拟装配技术充分结合了虚拟现实技术和CAD技术,为产品构建了一个虚拟的装配环境,用于验证装配设计以及装配过程的正确性。在进行产品组装之前,发现装配中的问题,... 详细信息

虚拟装配技术是在虚拟现实环境中模拟仿真产品装配过程的一项高新技术。虚拟装配技术充分结合了虚拟现实技术和CAD技术,为产品构建了一个虚拟的装配环境,用于验证装配设计以及装配过程的正确性。在进行产品组装之前,发现装配中的问题,及时修改模型,并直观地展示装配过程。与传统的装配设计相比,虚拟装配技术能满足并行工程的要求,实现产品虚拟装配过程仿真,及时发现产品设计中的问题,提高了装配质量和装配效率,降低了装配成本。在SWC型十字万向联轴器的总装配体中,部分零部件尺寸和重量都比较大,而且接头部装结构紧凑,装配空间有限,使得装配过程中比较容易产生碰撞和干涉,引发冲击,从而影响产品的性能。本文基于DELMIA虚拟装配仿真软件,以SWC型十字万向联轴器为研究对象,深入研究了十字万向联轴器的虚拟装配过程。主要研究内容如下：(1)阐述了虚拟装配及其关键技术和虚拟装配模型的信息组成,建立了SWC1100/1200×12000型十字万向联轴器的虚拟样机模型,并分析了十字万向联轴器的结构组成。(2)完成了十字万向联轴器的虚拟装配工艺规划,生成了所有零部件的装配序列和路径,并详细描述了关键零部件十字轴装配路径的生成过程,得到了一条合理可行的装配路径。(3)在DELMIA软件中,构建了十字万向联轴器的虚拟装配环境,实现了十字万向联轴器装配过程的动态仿真并对装配过程进行干涉检测,得到了干涉检测报告,并改正了不合理的干涉现象。(4)研究了三维仿真可视化系统的总体布局、结构组成和工作原理,并在此系统中生成十字万向联轴器的立体影像,为设计人员提供直观、便捷的可视化操作平台,便于进行人机交互操作。

关键词：十字万向联轴器虚拟装配技术 DELMIA 干涉检测人机交互

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