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面向复杂产品的数字样机技术的研究及实践

钟展  
【摘要】:进入二十一世纪以来,随着以计算机信息技术为基础的高新技术的迅猛发展,传统的制造业已经进入了一个新的发展领域。数字样机技术作为现代化的产品设计方法,已经越来越广泛地在制造业领域得到了应用。在利用数字样机技术进行产品开发的过程中,面向装配的CAD 建模技术是重要的实现手段。本文介绍了复杂产品数字样机的概念和意义,并针对复杂产品数字样机的开发特点,对其数字样机建模理论、方法和分析评价技术进行了深入研究。 对面向装配的设计的原理和方法进行了研究。阐述了面向装配的设计方法的运行模式和体系结构;详细探讨了装配建模的主要内容,分析了装配模型的装配关系、装配层次关系以及装配约束,对装配模型的信息组成进行了介绍。 提出了自下向上的装配建模方法、自顶向下的装配建模方法和基于WAVE 的装配设计方法。分析了面向数字样机装配建模的特点,分析了高级装配技术中引用集和组件过滤器的作用。 通过对覆盖件造型特点的分析,以装配建模理论为基础,针对覆盖件产品的开发特点,对面向装配的CAD 建模技术进行了深入研究。对覆盖件产品的装配模型进行了描述;提出了覆盖件装配建模的一般流程;详细研究了覆盖件的CAD 装配建模技术。解决了三维建模时异构设计平台的数据传递问题。 以基于设计流程的空间分析(拆装、干涉及运动分析等)评价技术为基础,解决了产品装配体的动静态干涉和拆装分析等问题。分析了构件的运动位置变化与矩阵变化的关系,总结了机构运动方案的创建编辑过程、运动分析的特性参数与预设置方法,从而总结出了一种机构运动分析和优化的设计流程 结合某摩托车集团实施数字样机技术自主开发新款摩托车的项目,运用相关建模理论方法建立了四轮摩托车数字样机(ATV)模型并运用运动分析技术对数字样机进行了分析与评价。在该项目中,通过理论联系实际,在工程实践中验证了本文的研究内容和研究方法。


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