燃气涡轮发动机计算机辅助装配工艺规划与选配技术研究

摘要

计算机辅助装配工艺规划与选配可有效的缩短产品装配工艺设计和装配生产的周期，对产品快速开发过程的实现具有重要意义。本文在深入分析装配工艺规划与选配技术的国内外研究现状基础之上，针对燃气涡轮发动机的结构和装配工艺特点，提出了装配工艺规划与选配系统中若干关键技术的解决方案，并且开发了燃气涡轮发动机装配工艺规划与选配系统。　　研究了支持装配工艺规划与选配的装配模型表达与建立方法。采用层次结构和连接关系相结合的方法表达装配体，提出连接副概念建模装配关系并对其进行详细的分类和属性定义，可有效的支持装配工艺规划中对产品高层装配语义的信息需要；提出关系码矩阵来表达装配体零部件之间的接触和干涉信息，满足了装配工艺规划对产品底层几何和拓扑结构的信息需求。给出了基于零部件之间接触和干涉分析的装配关系码矩阵生成算法，并且交互式生成层次关系模型。　　研究了基于关系码矩阵的装配工艺规划。提出了关系码之间若干运算准则和关系码矩阵的变换方法。研究了基于事例推理的装配工艺规划。提出了以连接副为索引的装配结构比较方法。　　提出了综合几何推理和事例推理的装配工艺规程生成方法。结合基于关系码矩阵的运算和从装配工艺事例中获得装配约束，应用遗传算法搜索和优化装配顺序。研究了产品的计算机辅助选配。　　建立了的燃气涡轮发动机装配工艺规划与选配系统的框架。基于商用CAD系统Pro/E平台开发软件系统，应用一个小型的燃气涡轮发动机作为实例对系统进行了验证。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2研究的目的和意义

1.3计算辅助装配工艺规划与选配研究现状

1.3.1支持装配工艺规划的产品装配建模研究现状

1.3.2装配工艺规划技术研究现状

1.3.3计算机辅助选配技术研究现状

1.4本文的主要研究工作

第2章发动机装配模型表达与建立

2.1引言

2.2燃气涡轮发动机装配工艺特点

2.2.1燃气涡轮发动机组成结构

2.2.2燃气涡轮发动机装配工艺过程

2.3装配模型表达

2.3.1装配工艺规划对装配模型中信息的需求

2.3.2零件几何信息描述

2.3.3层次和连接关系模型

2.3.4关系码矩阵模型

2.3.5装配模型表达的数据结构

2.4装配模型生成

2.4.1装配约束获取的几何推理技术

2.4.2连接副和子装配的交互式定义

2.5装配模型建立实例

2.6本章小结

第3章发动机辅助装配工艺规划

3.1引言

3.2基于关系码矩阵的规划方法

3.2.1装配的可行性规划

3.2.2稳定性与子装配检测

3.3基于装配工艺事例的规划方法

3.3.1装配工艺事例模型

3.3.2基于二分图的装配体检索

3.3.3相似装配工艺事例复用

3.4综合式装配工艺生成

3.4.1综合关系码矩阵运算和事例推理的规划策略

3.4.2基于遗传算法的装配操作顺序生成与优化

3.4.3装配操作顺序的调整与工步划分

3.5装配工艺生成实例研究

3.6本章小结

第4章发动机零部件辅助选配

4.1引言

4.2选配方案制定

4.2.1装配尺寸链自动生成

4.2.2装配尺寸链解算方法

4.2.3装配尺寸链解算过程

4.3辅助选配算法与流程

4.3.1单尺寸链优化选配算法

4.3.2多尺寸链交叉的优化选配

4.3.3发动机辅助选配流程

4.4辅助选配的实例研究

4.5计算辅助装配工艺规划与选配系统集成的讨论

4.6本章小结

第5章装配工艺规划与选配系统开发

5.1引言

5.2系统的功能框架

5.3系统的体系结构

5.4应用实例

5.4.1已有的装配工艺规划事例

5.4.2辅助装配工艺规划运行过程

5.4.3辅助选配运行过程

5.5系统应用结果的分析与评价

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明及哈尔滨工业大学博士学位论文使用授权书

致谢

个人简历