某发射装置平衡机虚拟装配设计

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1、某发射装置平衡机虚拟装配设计VirtualAss哪blyDesigninLauncherBalancer空军工程大学防空反导学院韩勇王洁程永强赵杰韩勇硕士研究生．研究方向为发射系统总体与仿真技术。平衡机⋯是导弹发射装置的重要组成部分，它的性能制约着武器系统的打击精度和效率。由于导弹武器威力的不断提高，弹体长度和质量都会发生很大的变化，因此对平衡机的结构进行优化设计从而改善其性能显得十分迫切。然而在传统的平衡机设计中，通常要经过图纸设计一样机试制一装配实验一更改设计一设计定型的循环过程口l。这种模式的过程复杂，结76航空制造技术·2013年第3期由于虚拟装配技术具有的自动化程度高、协同能力

2、好、设计成本低、设计周期短、系列化生产快等特点，在武器系统设计尤其是复杂武器系统设计中将得到越来越广泛的应用。因此对于虚拟装配技术的研究便显得尤为重要。构的合理性检验必须依赖于实物模型。但是在这个过程中，任何平衡机结构的微小改动都可能导致整体结构的重新设计。这样就导致了设计周期较长、设计经费偏高、设计精度低以及系列化生产困难等问题，尤其是在复杂装备如地空导弹武器系统的设计中，这些问题更加突出。通过采用虚拟装配技术对平衡机进行设计可以很大程度地解决以上问题，而且可以实现新技术和新思想更好、更快地体现在新型武器系统中。虚拟装配技术虚拟装配技术(VirtualAssemblv)是随着计算机技术

3、的发展而兴起的新技术，它是产品数字化制造中的一个重要环节。SankarJavaram【31对虚拟装配作了这样的定义：虚拟装配是利用计算机工具，在没有产品或支撑工艺的物理实现情况下，通过分析、虚拟模型、可视化和数据表达作出或“辅助”作出装配关系工程决定。不同于传统设计必须依靠实物模型进行装配，虚拟装配技术可以在数字环境中进行装配，从而对设计进行检验和修改，并形成评价模型。虚拟装配技术的应用可以简化产品的优化设计，缩短设计周期，减少设计成本，提高产品精度和生产自动化程度等。目前，广泛采用的虚拟装配技术[4】主要有3种：一种是自底向上的装配方法，指将全部设计好的装配组件添加到装配中并设置约束；

4、一种是自顶向下的装配方法，指在装配体中首先创建组件装配体，然后再详细设计各组件模型的装配过程，而根据设计人员的习惯，通常是选择自顶向下的装配建模方法；第三种则是混合装配，它是一种将前两种结合起来的装配方法。本文采用的即为自顶向下的装配设计方法。1自顶向下的装配设计自顶向下装配建模【51是指在装配工作上下文中，根据产品设计方案和各部件间约束关系建立新组件和几何件，并将几何件加入新组件的方法。在建模过程中，每个零件的构建都是在装配环境中进行的，先在装配中建立几何模型，然后产生新组件，并把几何模型加人到新组件中。它允许设计者在高层产品设计发生变化时自动更新低层零部件的设计。由于产品的总体参数、

5、产品的包络空间、零部件的布置与定位等主要参数都在装配的高层定义，而详细设计在零部件的底层构建，因此，通过设定产品的高层几何定义和约束，使得详细设计可以在概念设计完成之前开始实施，使产品设计并行开展。产品设计应按照市场或客户的需求展开，他们对产品的需求决定了一些关键的产品参数，而这些参数必须合并到高级产品设计的初期设计布局中，形成所有下游设计活动的基础。2虚拟装配关键技术虚拟装配关键技术【6l主要包括虚拟装配结构设计、虚拟装配建模技术、虚拟装配模型库技术、虚拟装配规划技术和装配体干涉技术等。(1)虚拟装配结构设计：依据平衡机的功能原理，对各部分部件进行合理的设计；(2)虚拟装配建模技术：用

6、来开发虚拟装配系统中各种模型的所有技术和方法，主要是指在产品设计过程中，根据设计参数进行的产品总体及各部件的三维建模技术；(3)虚拟装配模型库技术：指在进行虚拟装配设计过程中对各装配部件进行管理和更新；(4)装配干涉检验技术：因为虚拟装配的部件模型的复杂性和多样性，在产品设计过程中必须对设计的部件进行各种检验从而使设计尽可能合理。这些检测技术主要是指干涉检验和仿真，而干涉检验又包括静态干涉和动态干涉。总体方案设计平衡机是发射装置的重要组成部分，它产生一个力矩，抵消弹体和定向器的质量产生的不平衡力矩，减小高低机的负载，使系统的跟踪瞄准过程更加平稳⋯。1设计目标(1)建立基于平衡机数字模型和

7、装配工艺数字模型的虚拟装配的并行数字化装配设计，并由此设计出适应现代防空武器的平衡机；(2)实现平衡机从实体模型设计到数字化设计的转变，并且提高武器的设计精度以提高武器性能；(3)通过实现平衡机的虚拟装配来实现快速设计以及节约成本；(4)生成平衡机零件库，为平衡机优化设计提供设计基础；(5)完成拆装序列规划，为平衡机的生产与维修提供科学依据。2设计思路在进行平衡机的虚拟设计过程中，实际上就是运用计算机辅助技术反复构造虚拟装配体，并对