复杂热结构部件数字化虚拟装配系统研究

发布时间：2017-03-30 04:02

  本文关键词：复杂热结构部件数字化虚拟装配系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对异型热结构部件防热套和金属壳体在装配过程中,需要保证无接触、无碰撞、装配间隙均匀的要求,研究开发热结构部件数字化虚拟装配系统,对研究过程中所涉及的形貌特征数据采集技术、采集数据处理技术、模型重构技术、虚拟装配仿真技术以及干涉检验技术等关键技术进行重点研究,开发相应虚拟装配模块,实现虚拟装配系统的集成,并通过试验件进行系统验证,完成异型热结构部件零件形貌数据采集、采集数据处理、模型重构、虚拟装配仿真和间隙及干涉分析等功能,为保证实际装配的安全性提供技术支持,论文研究具有重要的理论意义和实际应用价值。论文主要研究内容如下：(1)对异型热结构部件虚拟装配系统总体开发方案进行研究。对防热套和金属壳体的装配形式和装配要求进行分析研究,制定其装配工艺流程,确定系统主要功能模块,并综合系统信息管理方面的需求,对系统总体框架进行规划；确定基于CATIA二次开发进行系统开发的方式,并结合开发成本、难易程度和系统功能需求确定系统的开发环境；基于CATIA二次开发,研究利用VB.NET进行系统开发的基本方法,并完成系统主要界面设计。(2)对热结构部件形貌特征数据采集和处理方法及模块开发进行研究。根据防热套和金属壳体形状尺寸的特点和测量精度要求,确定数据采集方法、测量校准方法,制定防热套和金属壳体形貌测量方案：针对测量数据的分块测量点云拼合、噪声点去除、切片处理、切片数据细化处理、切片数据特征点提取和切片数据稀疏处理等关键技术进行研究,提出相应的处理算法,并以试验件采集数据的处理效果对算法进行验证；根据模型重构中数据读取方式确定切片数据存储格式;基于数据处理中大量数值计算和实时图形显示的要求,对数据处理模块开发方式进行研究。(3)对模型重构方法及模块开发进行研究。研究数据读取方法,并利用VB.NET编程实现数据读取功能；制定基于切片数据的重构模型流程,在此基础上对曲线、曲面重构算法进行研究；对CATIA中混合元素建模方法和基本流程进行深入研究,确定模型重构方法,完成模型重构模块的开发,并利用试验件的重构效果对该模块进行验证;结合后续虚拟装配仿真的需求,研究装配基准元素的创建方法和模型信息管理方法。(4)对虚拟装配仿真方法及模块开发进行研究。针对防热套和金属壳体准确装配到位和装配过程仿真的要求,提出基于坐标变换的装配方法,定义模型位姿在虚拟装配环境中的表达形式,提出模型位姿调整量计算方法和位姿调整算法；研究分析CATIA装配环境产品文档结构和内容,在此基础上确定虚拟装配仿真模块开发方法,制定虚拟装配仿真操作流程,对模型载入方法、位姿调整方法和流程进行研究,完成虚拟装配仿真模块的开发,并通过防热套和金属壳体试验件的虚拟装配仿真效果对该模块进行验证。(5)对虚拟装配间隙及干涉分析方法和模块开发进行研究。针对防热套和金属壳体进行间隙及干涉分析的具体要求,提出基于对CATIA的DMU空间分析模块、DMU导航模块及其他模块进行二次开发实现间隙及干涉分析的方法,并制定模块具体开发方案,确定分析算法和开发流程,完成虚拟装配间隙及干涉分析模块的开发,并通过试验件实例运行效果对该模块进行验证。
【关键词】：虚拟装配 数据采集 数据处理 模型重构 虚拟装配仿真 间隙及干涉分析 CATIA 二次开发
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG95
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 1 绪论14-22
• 1.1 选题背景及研究意义14
• 1.2 国内外研究现状14-20
• 1.2.1 虚拟装配的研究现状14-17
• 1.2.2 反求工程的研究现状17-20
• 1.3 论文研究内容20-22
• 2 热结构部件虚拟装配系统总体方案设计22-38
• 2.1 虚拟装配系统的功能分析22-25
• 2.1.1 热结构部件装配工艺分析22-23
• 2.1.2 虚拟装配系统总体框架设计23-25
• 2.2 虚拟装配系统的开发方式和开发环境25-30
• 2.2.1 系统的开发方式25-26
• 2.2.2 系统的开发环境26-30
• 2.3 虚拟装配系统的开发方法和界面设计30-37
• 2.3.1 系统的开发方法30-32
• 2.3.2 系统的界面设计32-37
• 2.4 本章小结37-38
• 3 热结构部件数据采集与处理方法研究38-60
• 3.1 热结构部件数据采集38-43
• 3.1.1 数据采集方法38-40
• 3.1.2 热结构部件数据采集40-43
• 3.2 数据处理方法及效果43-57
• 3.2.1 点云数据拼合及去除噪声点44-45
• 3.2.2 点云切片处理45-48
• 3.2.3 点云切片数据细化处理48-52
• 3.2.4 点云切片数据特征点提取及稀疏处理52-57
• 3.3 数据的存储方式57
• 3.4 数据处理模块的开发57-58
• 3.5 本章小结58-60
• 4 热结构部件模型重构方法研究60-74
• 4.1 模型数据的读取60-61
• 4.2 模型重构方法61-64
• 4.2.1 模型重构基本思路61-62
• 4.2.2 三次B样条曲线重构算法62-63
• 4.2.3 双三次B样条曲面重构算法63-64
• 4.3 模型重构模块的开发64-71
• 4.3.1 模型重构模块开发方法64-67
• 4.3.2 模型重构模块开发过程67-69
• 4.3.3 模型装配基准的创建69-70
• 4.3.4 模型信息的管理70-71
• 4.4 本章小结71-74
• 5 热结构部件虚拟装配仿真方法研究74-86
• 5.1 虚拟装配仿真方法74-78
• 5.1.1 虚拟装配仿真方案设计74
• 5.1.2 模型位姿描述74-75
• 5.1.3 模型位姿调整算法75-78
• 5.2 虚拟装配仿真模块开发方法78-82
• 5.2.1 产品文档结构及其操作方法78-79
• 5.2.2 组件管理79-80
• 5.2.3 约束管理80-81
• 5.2.4 位姿管理81-82
• 5.3 虚拟装配仿真模块的开发82-85
• 5.3.1 虚拟装配仿真操作流程82-84
• 5.3.2 虚拟装配仿真功能开发84-85
• 5.4 本章小结85-86
• 6 热结构部件虚拟装配间隙及干涉分析86-106
• 6.1 间隙及干涉分析方法86-91
• 6.1.1 间隙及干涉情况定性分析86-87
• 6.1.2 间隙及干涉情况定量计算87-90
• 6.1.3 间隙及干涉情况标记90-91
• 6.2 间隙及干涉分析模块开发方法91-99
• 6.2.1 距离分析和切割分析91-93
• 6.2.2 组管理和3D标注93-96
• 6.2.3 测量工具96-98
• 6.2.4 人机交互功能98-99
• 6.3 间隙及干涉分析模块的开发99-105
• 6.3.1 间隙及干涉情况定性分析99-101
• 6.3.2 间隙及干涉情况定量计算101-104
• 6.3.3 间隙及干涉情况标记104-105
• 6.4 本章小结105-106
• 7 总结与展望106-110
• 7.1 工作总结106-107
• 7.2 研究展望107-110
• 参考文献110-114
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果114-118
• 学位论文数据集118

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 张燕宁;杨兆建;丁华;王义亮;;基于XML技术的虚拟装配信息表达及其应用[J];机械设计与制造;2014年09期

2 唐秋华,陈定方,孔建益,魏国全;基于WTK的虚拟装配系统研究(英文)[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2005年02期

3 许桢英;闻武;王匀;殷苏民;;基于VRML海工平台虚拟装配系统设计[J];煤炭技术;2013年04期

4 刘凯;赵新灿;谭同德;;基于STEP和OSG的虚拟装配系统[J];计算机工程与设计;2013年01期

5 赵元新;刘英;李海滨;杨雷;;应用SolidWorks二次开发技术实现虚拟装配系统的开发[J];林业机械与木工设备;2006年04期

6 范孝良;李玉珍;茅兴飞;;基于3DSMAX和VIRTOOLS技术的夹具虚拟装配系统研究[J];机械设计与制造;2010年08期

7 李煜;司占军;;基于VR-Platform的数码印刷机虚拟装配系统的设计与实现[J];电脑知识与技术;2013年33期

8 陈宁;;一种基于Away3d的Web三维虚拟装配系统[J];黑龙江科技信息;2012年14期

9 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 蒋艳会;甄希金;韦乃琨;杨安海;;船舶虚拟装配系统研究及应用[A];第十二届全国内河船舶与航运学术会议论文集[C];2012年

2 汪代勇;吴昌盛;;基于VR的装配工艺设计[A];中国工程物理研究院科技年报（2005）[C];2005年

3 龙鹏程;刘松林;吴宜灿;;基于行车的Fusion虚拟装配系统的设计研究[A];第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集[C];2008年

4 崔芮华;王志成;常国梅;王丽娟;;基于Pro／Engineer的虚拟装配系统的研究[A];中国电工技术学会低压电器专业委员会第十三届学术年会论文集[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 侯文君;基于情境感知的智能虚拟装配系统若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2010年

2 李翠玲;粗糙集理论研究及其在虚拟装配系统中的应用[D];同济大学;2007年

3 陈成军;基于力觉/触觉反馈的虚拟装配系统相关技术研究[D];山东大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 程妍;基于Virtools的虚拟装配系统研究[D];山东大学;2015年

2 郑思凯;复杂热结构部件数字化虚拟装配系统研究[D];北京交通大学;2016年

3 章崇晖;虚拟装配系统的信息管理技术研究[D];华中科技大学;2008年

4 彭程;机电产品的虚拟装配系统研究与设计[D];大连海事大学;2010年

5 敬兴久;虚拟装配系统及应用研究[D];电子科技大学;2005年

6 谢慧清;虚拟装配系统技术的研究与实现[D];兰州理工大学;2007年

7 狄海涛;船舶分油机虚拟装配系统的研究[D];大连海事大学;2008年

8 曹磊;虚拟装配系统设计[D];南京理工大学;2004年

9 孙静静;基于特征无关的发动机虚拟装配系统研究[D];山东理工大学;2012年

10 李林峰;复杂产品虚拟装配系统中快速渲染技术研究[D];大连交通大学;2012年

  本文关键词：复杂热结构部件数字化虚拟装配系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：276151