飞机构件的虚拟装配技术

张秋月

摘 要： 虚拟装配技术是飞机制造中一个新兴研究方向，它是将虚拟制造技术与飞机装配技术完美结合的产物，本文研究飞机虚拟装配技术，CATIA装配模型的建立，以及虚拟装配中装配可达性研究与虚拟仿真技术。

关键词： 虚拟装配；CATIA装配模型；可达性研究与虚拟仿真

1.虚拟装配

虚拟装配技术是通过计算机为基础，将实际装配过程在软件上进行模拟，通过这种方式可以解决设计和装配过程中实际动态问题，所以虚拟装配技术可以实现对产品零部件的虚拟分析和虚拟设计，可以将零件从设计到生产所能出现的问题进行分析与解决。

虚拟装配在飞机构件的设计中有着很重要的地位，它是设计零件机构、布局、材料、装配、公差等方面的重要环节，它的特点如下：

（1）拟定结构方案，通过虚拟装配技术可以将零件的机构设计完成，通过对零件的结构优化和装配中的约束，将零件结构设计最优；

（2）改善装配性能，因为它可以实现装配的虚拟仿真，所以可以优化装配，将飞机装配成本降低，同时还能保证飞机构件装配到位，实现装配精度的可可控化；

（3）产品制造的基础和依据，产品零件可以实现虚拟制造，所以在零件的实际加工中，虚拟技术可以指导加工；

（4）产品设计的技术支持和保证，通过虚拟技术，可以将设计内容和设计方案进行分析，对设计人员的设计思路进行验证。

通过以上虚拟装配技术的特点，可以总结出虚拟装配技术的体系结构，具体内容如图1.1。

2.CATIA装配模型

CATIA软件是非常综合的软件，它包含机械设计、数字样机、数控加工、分析与仿真等模块，它的技术特点如下：

（1）具有先进的混合建模技术，在软件的设计环境中，无论是实体还是曲面都能进行建模；

（2）方便维修和修改，在整个软件设计中，无论是在设计中还是在后期都能進行修改；

（3）具有全相关性，CATIA的各个模块是基于统一的数据平台；

（4）产品开发全过程，CATIA对产品的谁到最终的完成，都能实现精确可靠的控制和管理。

3.可达性研究与虚拟仿真

产品的可装配行是指产品相对于装配资源的装配难易程度的一种度量，它与产品结构、装配方法和装配资源有着密切的关系，装配可达性是装配评价标准之一，它是零部件在规划好的装配路径、顺序中，在人的操作下的可达性。

DELMIA软件就是一个人机工作软件，可以快速的对人体进行建模和分析，分析的内容包含物体的可及性、视点、姿态分析、举升分析，人机工程师对虚拟人体进行控制，虚拟人体在各种实际装配中的操作，对其进行测试和分析，在一些装配中，安装的位置处于密闭的环境中，人体在装配中，只能通过装配孔对其进行装配，这时候装配路径影响很大，可达性试验就能对其进行校验，通过这种方式来查找产品在装配中存在的问题。

通过软件的虚拟仿真，在虚拟装配中通过规划装配顺序和路径，在考虑装配的可达性，如果装配中人体不能完成零件的装配，可以将这个装配工序进行优先安排，同时检验装配路径是否能满足实际装配中的要求。

结论

本文是通过飞机构件为研究基础，结合虚拟装配技术，对其进行分析，在结合CATIA对构件进行深层次研究与探讨，同时还利用虚拟技术，对构件和工装进行路径规划，干涉和碰撞检查，保证飞机构件的装配正确性，保证飞机制造和装配的周期，降低制造费用，提高产品质量。

参考文献

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