飛機構(gòu)件的虛擬裝配技術(shù)

張秋月

摘 要： 虛擬裝配技術(shù)是飛機制造中一個新興研究方向，它是將虛擬制造技術(shù)與飛機裝配技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物，本文研究飛機虛擬裝配技術(shù)，CATIA裝配模型的建立，以及虛擬裝配中裝配可達性研究與虛擬仿真技術(shù)。

關(guān)鍵詞： 虛擬裝配；CATIA裝配模型；可達性研究與虛擬仿真

1.虛擬裝配

虛擬裝配技術(shù)是通過計算機為基礎(chǔ)，將實際裝配過程在軟件上進行模擬，通過這種方式可以解決設(shè)計和裝配過程中實際動態(tài)問題，所以虛擬裝配技術(shù)可以實現(xiàn)對產(chǎn)品零部件的虛擬分析和虛擬設(shè)計，可以將零件從設(shè)計到生產(chǎn)所能出現(xiàn)的問題進行分析與解決。

虛擬裝配在飛機構(gòu)件的設(shè)計中有著很重要的地位，它是設(shè)計零件機構(gòu)、布局、材料、裝配、公差等方面的重要環(huán)節(jié)，它的特點如下：

（1）擬定結(jié)構(gòu)方案，通過虛擬裝配技術(shù)可以將零件的機構(gòu)設(shè)計完成，通過對零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和裝配中的約束，將零件結(jié)構(gòu)設(shè)計最優(yōu)；

（2）改善裝配性能，因為它可以實現(xiàn)裝配的虛擬仿真，所以可以優(yōu)化裝配，將飛機裝配成本降低，同時還能保證飛機構(gòu)件裝配到位，實現(xiàn)裝配精度的可可控化；

（3）產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)和依據(jù)，產(chǎn)品零件可以實現(xiàn)虛擬制造，所以在零件的實際加工中，虛擬技術(shù)可以指導(dǎo)加工；

（4）產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)支持和保證，通過虛擬技術(shù)，可以將設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計方案進行分析，對設(shè)計人員的設(shè)計思路進行驗證。

通過以上虛擬裝配技術(shù)的特點，可以總結(jié)出虛擬裝配技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，具體內(nèi)容如圖1.1。

2.CATIA裝配模型

CATIA軟件是非常綜合的軟件，它包含機械設(shè)計、數(shù)字樣機、數(shù)控加工、分析與仿真等模塊，它的技術(shù)特點如下：

（1）具有先進的混合建模技術(shù)，在軟件的設(shè)計環(huán)境中，無論是實體還是曲面都能進行建模；

（2）方便維修和修改，在整個軟件設(shè)計中，無論是在設(shè)計中還是在后期都能進行修改；

（3）具有全相關(guān)性，CATIA的各個模塊是基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺；

（4）產(chǎn)品開發(fā)全過程，CATIA對產(chǎn)品的誰到最終的完成，都能實現(xiàn)精確可靠的控制和管理。

3.可達性研究與虛擬仿真

產(chǎn)品的可裝配行是指產(chǎn)品相對于裝配資源的裝配難易程度的一種度量，它與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、裝配方法和裝配資源有著密切的關(guān)系，裝配可達性是裝配評價標準之一，它是零部件在規(guī)劃好的裝配路徑、順序中，在人的操作下的可達性。

DELMIA軟件就是一個人機工作軟件，可以快速的對人體進行建模和分析，分析的內(nèi)容包含物體的可及性、視點、姿態(tài)分析、舉升分析，人機工程師對虛擬人體進行控制，虛擬人體在各種實際裝配中的操作，對其進行測試和分析，在一些裝配中，安裝的位置處于密閉的環(huán)境中，人體在裝配中，只能通過裝配孔對其進行裝配，這時候裝配路徑影響很大，可達性試驗就能對其進行校驗，通過這種方式來查找產(chǎn)品在裝配中存在的問題。

通過軟件的虛擬仿真，在虛擬裝配中通過規(guī)劃裝配順序和路徑，在考慮裝配的可達性，如果裝配中人體不能完成零件的裝配，可以將這個裝配工序進行優(yōu)先安排，同時檢驗裝配路徑是否能滿足實際裝配中的要求。

結(jié)論

本文是通過飛機構(gòu)件為研究基礎(chǔ)，結(jié)合虛擬裝配技術(shù)，對其進行分析，在結(jié)合CATIA對構(gòu)件進行深層次研究與探討，同時還利用虛擬技術(shù)，對構(gòu)件和工裝進行路徑規(guī)劃，干涉和碰撞檢查，保證飛機構(gòu)件的裝配正確性，保證飛機制造和裝配的周期，降低制造費用，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻

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