再热主气阀三维可视化装配工艺仿真研究

论文摘要

汽轮机再热主气阀是汽轮机保护系统的重要组成部分,汽轮机所有停机保护都是通过主汽阀的关闭来实现。由于主气阀体积庞大、工艺复杂,加之其停机保护的重要作用,要求主气阀现场安装一次装载成功,否则,装配工艺及工艺信息表达不合理导致的反复拆装所消耗的人力、财力、时间成本将是巨大的。因此,对再热主气阀的装配工艺仿真及工艺信息可视化表达意义重大。装配工艺编制是产品设计、制造过程中的重要研究内容,对于提高产品质量、降低成本、缩短生产周期具有重要意义。本文以装配序列创建为主线,对装配信息模型、装配序列生成技术、工艺信息集成技术、公差信息的提取及表达技术进行了较为深入的研究。主要阐述了以下几个方面的内容：(1)本文较为全面的阐述了装配序列生成的主要内容、基本流程和关键技术,在总结分析以往装配信息模型的基础上,采用了基于树图结构的装配信息模型。结合子装配与聚族提取以及装配层次树、装配关联图等方法,对装配割集法做出了简化。(2)在几何模型、装配信息模型建模的基础上,首先,在PDM(Product Data Management)环境下对工艺资源、信息集成,实现了在装配仿真过程中可视化的显示装配工艺等信息,即当某一零件装配进行中时,利用PDM数据库中数据在虚拟环境中形象地示出它的相关特征和配合情况,以提供更准确、全面的装配工艺信息；其次,从几何模型的构建、属性信息的获取、不同层之间的映射技术等方面,系统地论述了公差可视化模型的具体实现方法。(3)以600MW汽轮机再热主气阀为例,应用上述方法生成了主气阀子装配体并行装配序列。在基于PDMWorks的虚拟装配环境下,对再热主气阀装配进行装配仿真模拟,并在仿真过程中进行装配工艺信息查询,并进行了公差模型的创建、动态干涉分析等,实现一个集成装配序列、工艺信息、装配精度的三维可视化装配环境,更好的指导其实际装配过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究背景及意义
• 1.2.1 课题的研究背景
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 国内外相关技术发展趋势
• 1.4 课题的研究内容
• 1.5 本文的结构
• 1.6 本章小结
• 第2章 装配工艺仿真模型的研究
• 2.1 引言
• 2.2 几何体建模
• 2.3 装配信息模型建模
• 2.3.1 装配信息模型综述
• 2.3.2 基于序列创建的树-图结构装配信息模型
• 2.3.3 基于信息集成的装配信息模型
• 2.3.4 装配信息模型的简化
• 2.4 本章小结
• 第3章 装配工艺仿真实现的关键技术
• 3.1 引言
• 3.2 装配序列建模
• 3.2.1 装配序列生成方法及本文采用方法的优点
• 3.2.2 割集法生成装配序列
• 3.2.3 装配序列的存储及记录
• 3.3 装配工艺信息的集成与可视化表达
• 3.3.1 装配工艺信息的集成
• 3.3.2 装配工艺信息的可视化表达
• 3.4 仿真环境下的装配工艺验证
• 3.4.1 约束映射
• 3.4.2 装配轨迹的可视化表达
• 3.4.3 干涉检测技术
• 3.4.4 装配序列验证
• 3.5 本章小结
• 第4章 虚拟装配工艺仿真及其应用
• 4.1 引言
• 4.2 再热主气门装配工艺仿真模型
• 4.2.1 再热主气门基本结构
• 4.2.2 再热主气阀树图模型
• 4.3 再热主气门的装配工艺仿真关键技术
• 4.3.1 再热主气阀虚拟装配序列的创建
• 4.3.2 仿真环境下装配序列验证及序列信息输出
• 4.3.3 再热主气门仿真环境下的干涉检测
• 4.3.4 再热主气门装配工艺的集成与可视化表达
• 4.3.5 再热主气门公差信息提取与可视化表达
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢