论文摘要
液压集成块设计的关键在于如何获得一个最优的外部布局和内部布孔的集成方案。然而，由于液压系统组成的多样性以及集成块设计过程的复杂性，很难将外部元件的操作方便性及美观等因素纳入到集成块的优化设计中，乃至不能保证实际装配过程中，零件之间有足够的装配工具使用空间、不出现碰撞与干涉情况。因此为设计和选择最佳方案，本文将虚拟装配技术应用到液压集成块的设计过程中以实现虚拟产品的预装配，直观展示装配过程中零部件的运动形态和空间位置关系，并进行运动过程中的装配规划、干涉检验和交互调改等工作，以便尽可能在设计阶段验证与改善产品的可装配性，提供反馈信息给设计系统。论文的主要工作如下：首先通过对集成块设计过程和虚拟装配技术应用及现状进行分析，指出有必要根据液压集成块的结构特征和装配特点进行装配仿真；并设计了虚拟装配仿真系统的体系结构和工作流程，对涉及的若干关键技术进行了研究，包括装配建模技术、装配规划技术、装配仿真技术以及装配过程中的干涉检查等。进一步，针对虚拟装配设计对装配模型的要求，在已有的特征建模方法的基础上提出一种适合装配过程动态仿真的面向对象的建模方法，对模型的实用信息进行了扩展，满足了装配环境对装配信息的需求。在常规三维实体造型方法的基础上，将特征体素造型方法和参数化造型技术进行有机结合，开发了基于特征体素的液压元件三维建模系统，为装配仿真提供三维实体模型支持。最后采用了交互式装配序列规划方法，应用优化的A*启发式搜索算法进行装配路径规划对装配过程进行正确、有效的描述，完整地实现了液压集成块的装配规划；在装配规划信息的支撑下，采用基于空间约束关系的坐标驱动技术成功地实现了液压集成块装配过程仿真。虚拟装配仿真系统是液压集成块优化设计系统的重要组成部分之一。在MDT（AutoCAD Mechanical Desktop）环境下，以Visual C++6.0作为编译工具，用ObjectARX作为二次开发工具，成功开发了液压集成块虚拟装配仿真系统。通过考证一系列典型装配仿真实例，验证了所用方法的有效性和所开发系统的实用性。最后通过针对一个典型的集成式液压系统设计结果的装配检验，全面展示了该系统的总体工作流程与具体实现功能。