面向飞行器总体设计的虚拟装配约束管理研究

《面向飞行器总体设计的虚拟装配约束管理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、南京航空航天大学硕士学位论文面向飞行器总体设计的虚拟装配约束管理研究姓名：吴玲申请学位级别：硕士专业：飞行器设计指导教师：刘毅20080101南京航空航天大学硕士学位论文摘要装配是产品生命周期中的重要环节，与一般机械产品相比，飞机产品的零件数目多、空间小、装配过程复杂。计算机仿真技术使数字样机正逐步取代昂贵的物理样机，而虚拟装配技术提供的友好直观的人机界面，使得虚拟环境下的仿真环境和仿真操作更接近于真实世界。因此在虚拟环境下实现飞行器产品的装配仿真，对于预先发现和处理设计错误、降低设计成本、提高产品质量具有重要意义。本文在对国内外约束管理研究和应用进行分析的基础上，研究了装配关系与

2、几何约束的对应关系和装配中常用的几何约束类型，建立了一种基于几何约束的装配约束处理方法，通过有效面片对约束获取、约束优先级判断、约束参数匹配、约束位置匹配和约束有效性检查等分层判断机制进行约束识别。在对约束管理约束求解方法研究的基础上，选择自由度分析法求解本文的约束问题，分析了几何约束与自由度的等价关系，实现了基于自由度归约的精确定位算法。应用表明，该约束处理方法能够完成虚拟装配中的约束识别、精确定位等问题。初步实现了基于CATIA的虚拟设计环境的部分虚拟装配功能，为进一步实现全面逼真的虚拟装配打下了基础。关键词：虚拟现实，虚拟装配，约束管理，约束识别，自由度，精确定位，定位求解i

3、面向飞行器总体设计的虚拟装配约束管理研究ABSTRACTAssemblyisanimportantstepintheproduct’slifecycle.Comparedwithothercommonmechanicalproducts,theaircrafthasgreaternumberofpartsandnarrowspace,sotheprocessofassemblybecomescomplicated.Physicalprototypeisgraduallyreplacedbydigitalmockup.Thevirtualassemblytechnologysuppl

4、ieseasyanddirecthuman-computerinteractioninterface,sothatthesimulationenvironmentandsimulationoperationinthevirtualenvironmentcanbeclosertorealword.Therefore,therealizationofaircraftassemblysimulationinthevirtualenvironmentisverysignificantforfindingoutanddealwiththedefaultofdesigninadvance,re

5、ducingthedesigncostandoptimizingproductperformance.Inthisthesis,onthebasisofanalyzingtheresearchandapplicationofconstraintmanagementdomesticallyandabroad,thecorrespondingrelationbetweenassemblyandgeometryconstraintandgeometryconstrainttypesusedfrequentlywereanalyzed.Aautomaticgeometryconstrain

6、trecognitionalgorithmwasproposed.Thisconstraintrecognitionschemesuchasrequiredpatchacquisition,constraintprecedencejudge,constraintparametermatching,destinationpositionmatchingandconstraintvaliditycheckingwereadopted;Onthebasisofresearchingconstraintmanagement,constraintsolvingmethodwasanalyze

7、dandchosen,andtheequivalentrelationshipbetweengeometryconstraintandDOFwasanalyzed.TheexactplacementalgorithmbasedonDOFwasproposed.Theapplicationshowsthatthisconstraintsolvingmethodcansolveconstraintrecognitionandexactplacementinvirtuala