基于虚拟现实的发动机曲柄连杆机构装配关键技术研究

发布时间：2017-10-02 05:10

  本文关键词：基于虚拟现实的发动机曲柄连杆机构装配关键技术研究

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【摘要】：发动机的装配是发动机制造的最后环节,也是制造发动机整个过程中花费时间和精力最多的环节。发动机曲柄连杆机构作为发动机最重要且最复杂的机械结构,其牵连零部件多,涉及问题广,因此本文对发动机曲柄连杆机构的虚拟装配关键技术问题进行研究,研究内容主要有：(1)发动机曲柄连杆机构装配建模技术研究。在分析装配结构模型的基础上,提出了层次装配模型和关系装配模型相结合的混合实体模型建立发动机曲柄连杆机构模型。采用CAD建模系统创建了发动机曲柄连杆机构的三维模型,完成了发动机曲柄连杆机构的整体装配,对装配过程有了初步的分析。模型信息可以作为研究关键技术的信息基础。(2)发动机曲柄连杆机构装配序列规划研究。采用改进的蚁群算法与优先约束矩阵相结合得到可行装配序列,以适应度函数中的装配聚合性、装配重定向性、装配稳定性及装配操作并行性作为评价准则,规划出发动机曲柄连杆机构两条优化装配序列。(3)发动机曲柄连杆机构装配偏差技术研究。以装配偏差元和有向关联图为理论基础,通过装配结构层、尺寸链组件层、零件层及关键特征层建立装配偏差层次结构模型,并运用扩展型邻接矩阵储存偏差信息,得到发动机曲柄连杆机构在装配过程中由于偏差的传递产生的最终累积偏差；以装配偏差最小为优化目标,优化出发动机曲柄连杆机构的最优装配序列。(4)虚拟现实技术对发动机曲柄连杆机构装配的研究。运用虚拟现实开发平台,基于键盘和虚拟手对发动机曲柄连杆机构进行装配,验证了最优装配序列的可行性。
【关键词】：虚拟装配 发动机 曲柄连杆机构 装配序列规划 装配偏差 EON
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK406;TP391.9
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 论文选题来源7
• 1.2 研究目的和意义7-8
• 1.3 虚拟装配国内外的研究现状8-11
• 1.3.1 装配序列国内外研究现状8-10
• 1.3.2 装配偏差国内外研究现状10-11
• 1.4 论文研究的主要内容11-13
• 第二章 发动机曲柄连杆机构虚拟装配建模13-20
• 2.1 装配结构模型13-15
• 2.1.1 层次装配模型13-14
• 2.1.2 关系装配模型14-15
• 2.1.3 属性装配模型15
• 2.2 虚拟装配零件建模15-17
• 2.2.1 边界表示法15-16
• 2.2.2 构造立体几何法16-17
• 2.2.3 混合模型17
• 2.3 发动机曲柄连杆机构三维模型的建立17-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第三章 发动机曲柄连杆机构的装配序列规划研究20-31
• 3.1 装配序列规划问题描述20-21
• 3.2 装配优先约束矩阵21-23
• 3.3 应用改进蚁群算法规划发动机曲柄连杆机构的装配序列23-25
• 3.3.1 蚁群算法的概述23-24
• 3.3.2 蚁群算法的改进24-25
• 3.4 适应度函数的设计25-28
• 3.4.1 定性准则25-27
• 3.4.2 定量准则27
• 3.4.3 权重的确定27-28
• 3.5 基于蚁群算法的装配序列规划方法的仿真试验28-30
• 3.6 本章小结30-31
• 第四章 发动机曲柄连杆机构的装配偏差分析及序列优化31-43
• 4.1 装配偏差分析综述31-32
• 4.2 偏差的基本知识32-35
• 4.2.1 偏差元的建立32-33
• 4.2.2 各类公差原则下的偏差关系33-34
• 4.2.3 各类公差原则下的偏差关系34-35
• 4.3 装配偏差层次结构模型35-36
• 4.4 装配偏差模型的矩阵表达36-37
• 4.5 发动机曲柄连杆机构的偏差分析及序列优化37-42
• 4.6 本章小结42-43
• 第五章 虚拟现实环境下的装配技术43-59
• 5.1 虚拟现实技术在虚拟装配中的应用43
• 5.2 虚拟现实设备介绍43-47
• 5.2.1 虚拟现实平台软件的选择43-44
• 5.2.2 EON Studio软件介绍44-45
• 5.2.3 虚拟外设介绍45-47
• 5.3 沉浸式虚拟场景的建立47-49
• 5.3.1 发动机曲柄连杆机构模型导入 EON47-48
• 5.3.2 沉浸式虚拟场景设置48-49
• 5.4 发动机曲柄连杆机构虚拟装配人机交互的建立49-55
• 5.4.1 基于键盘人机交互的实现49-50
• 5.4.2 基于虚拟手人机交互的实现50-55
• 5.5 碰撞检测55-57
• 5.5.1 碰撞包围盒类型55-56
• 5.5.2 EON Studio碰撞检测节点56-57
• 5.5.3 虚拟手在自由移动中的碰撞检测57
• 5.6 发动机曲柄连杆机构装配仿真系统交互界面的设计57-58
• 5.7 本章小结58-59
• 第六章 结论与展望59-60
• 6.1 结论59
• 6.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65
• 作者简介65
• 攻读硕士学位期间研究成果65-66

【参考文献】

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本文编号：957718