發(fā)布時間：2017-03-30 04:02

  本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜熱結(jié)構(gòu)部件數(shù)字化虛擬裝配系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對異型熱結(jié)構(gòu)部件防熱套和金屬殼體在裝配過程中,需要保證無接觸、無碰撞、裝配間隙均勻的要求,研究開發(fā)熱結(jié)構(gòu)部件數(shù)字化虛擬裝配系統(tǒng),對研究過程中所涉及的形貌特征數(shù)據(jù)采集技術(shù)、采集數(shù)據(jù)處理技術(shù)、模型重構(gòu)技術(shù)、虛擬裝配仿真技術(shù)以及干涉檢驗技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行重點研究,開發(fā)相應(yīng)虛擬裝配模塊,實現(xiàn)虛擬裝配系統(tǒng)的集成,并通過試驗件進(jìn)行系統(tǒng)驗證,完成異型熱結(jié)構(gòu)部件零件形貌數(shù)據(jù)采集、采集數(shù)據(jù)處理、模型重構(gòu)、虛擬裝配仿真和間隙及干涉分析等功能,為保證實際裝配的安全性提供技術(shù)支持,論文研究具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。論文主要研究內(nèi)容如下：(1)對異型熱結(jié)構(gòu)部件虛擬裝配系統(tǒng)總體開發(fā)方案進(jìn)行研究。對防熱套和金屬殼體的裝配形式和裝配要求進(jìn)行分析研究,制定其裝配工藝流程,確定系統(tǒng)主要功能模塊,并綜合系統(tǒng)信息管理方面的需求,對系統(tǒng)總體框架進(jìn)行規(guī)劃；確定基于CATIA二次開發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的方式,并結(jié)合開發(fā)成本、難易程度和系統(tǒng)功能需求確定系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境；基于CATIA二次開發(fā),研究利用VB.NET進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的基本方法,并完成系統(tǒng)主要界面設(shè)計。(2)對熱結(jié)構(gòu)部件形貌特征數(shù)據(jù)采集和處理方法及模塊開發(fā)進(jìn)行研究。根據(jù)防熱套和金屬殼體形狀尺寸的特點和測量精度要求,確定數(shù)據(jù)采集方法、測量校準(zhǔn)方法,制定防熱套和金屬殼體形貌測量方案：針對測量數(shù)據(jù)的分塊測量點云拼合、噪聲點去除、切片處理、切片數(shù)據(jù)細(xì)化處理、切片數(shù)據(jù)特征點提取和切片數(shù)據(jù)稀疏處理等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,提出相應(yīng)的處理算法,并以試驗件采集數(shù)據(jù)的處理效果對算法進(jìn)行驗證；根據(jù)模型重構(gòu)中數(shù)據(jù)讀取方式確定切片數(shù)據(jù)存儲格式;基于數(shù)據(jù)處理中大量數(shù)值計算和實時圖形顯示的要求,對數(shù)據(jù)處理模塊開發(fā)方式進(jìn)行研究。(3)對模型重構(gòu)方法及模塊開發(fā)進(jìn)行研究。研究數(shù)據(jù)讀取方法,并利用VB.NET編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取功能；制定基于切片數(shù)據(jù)的重構(gòu)模型流程,在此基礎(chǔ)上對曲線、曲面重構(gòu)算法進(jìn)行研究；對CATIA中混合元素建模方法和基本流程進(jìn)行深入研究,確定模型重構(gòu)方法,完成模型重構(gòu)模塊的開發(fā),并利用試驗件的重構(gòu)效果對該模塊進(jìn)行驗證;結(jié)合后續(xù)虛擬裝配仿真的需求,研究裝配基準(zhǔn)元素的創(chuàng)建方法和模型信息管理方法。(4)對虛擬裝配仿真方法及模塊開發(fā)進(jìn)行研究。針對防熱套和金屬殼體準(zhǔn)確裝配到位和裝配過程仿真的要求,提出基于坐標(biāo)變換的裝配方法,定義模型位姿在虛擬裝配環(huán)境中的表達(dá)形式,提出模型位姿調(diào)整量計算方法和位姿調(diào)整算法；研究分析CATIA裝配環(huán)境產(chǎn)品文檔結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,在此基礎(chǔ)上確定虛擬裝配仿真模塊開發(fā)方法,制定虛擬裝配仿真操作流程,對模型載入方法、位姿調(diào)整方法和流程進(jìn)行研究,完成虛擬裝配仿真模塊的開發(fā),并通過防熱套和金屬殼體試驗件的虛擬裝配仿真效果對該模塊進(jìn)行驗證。(5)對虛擬裝配間隙及干涉分析方法和模塊開發(fā)進(jìn)行研究。針對防熱套和金屬殼體進(jìn)行間隙及干涉分析的具體要求,提出基于對CATIA的DMU空間分析模塊、DMU導(dǎo)航模塊及其他模塊進(jìn)行二次開發(fā)實現(xiàn)間隙及干涉分析的方法,并制定模塊具體開發(fā)方案,確定分析算法和開發(fā)流程,完成虛擬裝配間隙及干涉分析模塊的開發(fā),并通過試驗件實例運行效果對該模塊進(jìn)行驗證。
【關(guān)鍵詞】：虛擬裝配 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理 模型重構(gòu) 虛擬裝配仿真 間隙及干涉分析 CATIA 二次開發(fā)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG95
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 1 緒論14-22
• 1.1 選題背景及研究意義14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 虛擬裝配的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 反求工程的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 論文研究內(nèi)容20-22
• 2 熱結(jié)構(gòu)部件虛擬裝配系統(tǒng)總體方案設(shè)計22-38
• 2.1 虛擬裝配系統(tǒng)的功能分析22-25
• 2.1.1 熱結(jié)構(gòu)部件裝配工藝分析22-23
• 2.1.2 虛擬裝配系統(tǒng)總體框架設(shè)計23-25
• 2.2 虛擬裝配系統(tǒng)的開發(fā)方式和開發(fā)環(huán)境25-30
• 2.2.1 系統(tǒng)的開發(fā)方式25-26
• 2.2.2 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境26-30
• 2.3 虛擬裝配系統(tǒng)的開發(fā)方法和界面設(shè)計30-37
• 2.3.1 系統(tǒng)的開發(fā)方法30-32
• 2.3.2 系統(tǒng)的界面設(shè)計32-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 3 熱結(jié)構(gòu)部件數(shù)據(jù)采集與處理方法研究38-60
• 3.1 熱結(jié)構(gòu)部件數(shù)據(jù)采集38-43
• 3.1.1 數(shù)據(jù)采集方法38-40
• 3.1.2 熱結(jié)構(gòu)部件數(shù)據(jù)采集40-43
• 3.2 數(shù)據(jù)處理方法及效果43-57
• 3.2.1 點云數(shù)據(jù)拼合及去除噪聲點44-45
• 3.2.2 點云切片處理45-48
• 3.2.3 點云切片數(shù)據(jù)細(xì)化處理48-52
• 3.2.4 點云切片數(shù)據(jù)特征點提取及稀疏處理52-57
• 3.3 數(shù)據(jù)的存儲方式57
• 3.4 數(shù)據(jù)處理模塊的開發(fā)57-58
• 3.5 本章小結(jié)58-60
• 4 熱結(jié)構(gòu)部件模型重構(gòu)方法研究60-74
• 4.1 模型數(shù)據(jù)的讀取60-61
• 4.2 模型重構(gòu)方法61-64
• 4.2.1 模型重構(gòu)基本思路61-62
• 4.2.2 三次B樣條曲線重構(gòu)算法62-63
• 4.2.3 雙三次B樣條曲面重構(gòu)算法63-64
• 4.3 模型重構(gòu)模塊的開發(fā)64-71
• 4.3.1 模型重構(gòu)模塊開發(fā)方法64-67
• 4.3.2 模型重構(gòu)模塊開發(fā)過程67-69
• 4.3.3 模型裝配基準(zhǔn)的創(chuàng)建69-70
• 4.3.4 模型信息的管理70-71
• 4.4 本章小結(jié)71-74
• 5 熱結(jié)構(gòu)部件虛擬裝配仿真方法研究74-86
• 5.1 虛擬裝配仿真方法74-78
• 5.1.1 虛擬裝配仿真方案設(shè)計74
• 5.1.2 模型位姿描述74-75
• 5.1.3 模型位姿調(diào)整算法75-78
• 5.2 虛擬裝配仿真模塊開發(fā)方法78-82
• 5.2.1 產(chǎn)品文檔結(jié)構(gòu)及其操作方法78-79
• 5.2.2 組件管理79-80
• 5.2.3 約束管理80-81
• 5.2.4 位姿管理81-82
• 5.3 虛擬裝配仿真模塊的開發(fā)82-85
• 5.3.1 虛擬裝配仿真操作流程82-84
• 5.3.2 虛擬裝配仿真功能開發(fā)84-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 6 熱結(jié)構(gòu)部件虛擬裝配間隙及干涉分析86-106
• 6.1 間隙及干涉分析方法86-91
• 6.1.1 間隙及干涉情況定性分析86-87
• 6.1.2 間隙及干涉情況定量計算87-90
• 6.1.3 間隙及干涉情況標(biāo)記90-91
• 6.2 間隙及干涉分析模塊開發(fā)方法91-99
• 6.2.1 距離分析和切割分析91-93
• 6.2.2 組管理和3D標(biāo)注93-96
• 6.2.3 測量工具96-98
• 6.2.4 人機(jī)交互功能98-99
• 6.3 間隙及干涉分析模塊的開發(fā)99-105
• 6.3.1 間隙及干涉情況定性分析99-101
• 6.3.2 間隙及干涉情況定量計算101-104
• 6.3.3 間隙及干涉情況標(biāo)記104-105
• 6.4 本章小結(jié)105-106
• 7 總結(jié)與展望106-110
• 7.1 工作總結(jié)106-107
• 7.2 研究展望107-110
• 參考文獻(xiàn)110-114
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果114-118
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集118

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本文編號：276151