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涡轮机的数字化装配工艺规划与仿真

作　者: 王显飞
导　师: 陈晓峰
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 涡轮机数字化装配工艺规划知识Petri网数字化装配仿真
分类号: TP391.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 67次
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内容摘要

数字化装配工艺规划与仿真可有效地缩短产品装配工艺设计和实现周期,对产品快速开发的实现具有重要意义。数字化装配工艺规划是近十余年来CAD/CAM领域的研究热点之一,但对于具有复杂结构的产品至今还没有实用的系统出现。本文在深入分析装配工艺规划与仿真技术的国内外研究现状基础之上,针对涡轮机的结构和装配工艺特点,提出了装配工艺规划与仿真系统中若干关键技术的解决方案,并且开发了涡轮机装配工艺规划与仿真系统。研究了支持装配工艺规划与仿真的装配模型建立与表达方法。提出基准链建模方法,将尺寸公差与形位公差用参数来表示,为静态装配仿真提供模型基础;采用层次结构和连接关系相结合的层次连接关系图来表达装配体,为用割集法产生装配序列提供条件;建立了装配规则库,为用知识Petri网进行装配工艺规划提供数据基础。研究了基于知识Petri网的装配工艺规划。提出了一种由产品层次连接关系图自动生成产品装配优化序列的方法。首先对产品层次连接关系图进行割集运算,并由此可得相应的产品装配层次与或图,再由此层次与或图构造出产品装配知识Petri网,运行知识Petri网后便可得到此产品的装配工艺。研究了面向装配生产过程的装配工艺仿真。提出了基于参数驱动和UG模型中检测两事例间最小距离算法的间隙分析方法;采用包容盒理论的干涉分析方法;根据装配序列规划产生的最佳装配序列,基于坐标变换制作装配仿真动画对装配过程进行仿真的方法。基于UG平台开发软件系统,包括装配工艺规划与装配仿真两个部分。能够完成装配工艺的生成与管理、装配数据的管理与维护、装配间隙分析与干涉分析、装配过程的仿真等功能,并应用某型号涡轮机转子作为实例对系统进行了验证。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  9-11
    1.1.1 课题的研究背景  9-11
    1.1.2 课题研究的目的和意义  11
  1.2 国内外研究现状  11-16
    1.2.1 装配建模研究现状  11-13
    1.2.2 产品工艺规划的研究现状  13-15
    1.2.3 装配仿真分析的发展现状  15-16
  1.3 课题的研究内容  16-17
第2章涡轮机装配模型建立  17-29
  2.1 引言  17
  2.2 涡轮机的组成结构及工作原理  17-19
    2.2.1 涡轮机的总体结构  17-18
    2.2.2 涡轮机工作的基本原理  18-19
  2.3 面向装配仿真的装配基准链建模  19-22
    2.3.1 装配基准  20
    2.3.2 尺寸和公差的表达  20-21
    2.3.3 基准链建模在UG中的实现  21-22
  2.4 面向装配工艺规划的装配模型的表达  22-27
    2.4.1 层次连接关系图  22-24
    2.4.2 装配约束模型  24-25
    2.4.3 装配规则库的建立  25-27
  2.5 装配模型建立实例  27-28
  2.6 本章小结  28-29
第3章基于知识Petri网的涡轮机的装配工艺规划  29-41
  3.1 引言  29
  3.2 涡轮机的装配工艺过程  29-31
    3.2.1 装配过程的组织形式  30
    3.2.2 装配工艺的设计过程  30-31
  3.3 基于割集法的装配序列生成  31-36
    3.3.1 与割集有关的基本概念  31-32
    3.3.2 割集法的具体实现  32-33
    3.3.3 装配序列的存储与表达  33-36
  3.4 基于知识Petri网的装配工艺规划  36-40
    3.4.1 Petri网理论  36-37
    3.4.2 知识Petri网的建立  37-39
    3.4.3 知识Petri网的运行  39-40
  3.5 装配工艺规划实例  40
  3.6 本章小结  40-41
第4章涡轮机的数字化装配仿真  41-57
  4.1 引言  41-42
  4.2 静态装配工艺仿真方法  42-52
    4.2.1 静态装配仿真流程  42-45
    4.2.2 装配数据管理  45-46
    4.2.3 间隙分析方法  46-50
    4.2.4 干涉分析方法  50-52
  4.3 动态装配工艺仿真方法  52-54
    4.3.1 图形变换  53-54
    4.3.2 动态装配仿真的实现  54
  4.4 装配仿真实例  54-56
  4.5 本章小结  56-57
第5章涡轮机数字化装配序列规划与仿真系统  57-69
  5.1 开发工具简介  57-58
    5.1.1 UG二次开发技术  57-58
    5.1.2 数据工具SQL Server  58
  5.2 系统的体系结构  58-59
  5.3 系统功能框架  59-60
  5.4 系统运行实例  60-68
    5.4.1 装配序列的生成及动态装配仿真  61-66
    5.4.2 静态装配仿真  66-68
  5.5 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-74
致谢  74

涡轮机的数字化装配工艺规划与仿真

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