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含有柔性电缆的复杂系统装配仿真


装配是产品生命周期中的重要环节,产品的装配性直接影响其开发时间、成本和维护费用,是产品的重要性能指标之一,越来越受到产品开发人员的重视。随着并行工程、DFx等现代设计理念和虚拟现实技术、CAD技术等支撑技术的发展,以产品装配性为关注目标的虚拟装配技术在产品开发中的应用越来越广。装配仿真是虚拟装配技术的基础,可以在产品设计阶段评价其装配性,辅助装配工艺规划。

装配仿真包括装配对象建模、装配工艺规划和装配过程模拟等相互关联的内容,装配对象决定了装配工艺,而装配工艺是进行装配过程模拟的依据。随着装配对象性质的不同,上述内容的处理方法也不尽相同。根据装配单元在装配过程中的变形情况,可以将装配单元划分为两类——形状相对固定的“刚性组件”和容易变形的“柔性电缆”,相应地,装配对象也可以划分为两类——“多刚体系统”(仅由“刚性组件”组成)和“刚-柔混合系统”(含有“刚性组件和“柔性电缆”)。

对于“多刚体系统”的装配仿真,相应的装配对象建模、装配工艺规划和装配过程模拟方法已比较成熟。但是对于“刚-柔混合系统”,相应的研究工作很少,而且主要集中在两个方面:第一个方面是以研究电缆建模为目标的电缆布线方法;第二个方面是以模拟电缆形变为目标的电缆仿真方法。如何基于电缆布线和电缆仿真的研究成果,从系统层次进行“刚-柔混合系统”装配工艺规划,并最终形成一套完整的“刚-柔混合系统”装配仿真解决方案,是产品装配仿真中亟待解决的问题。由于大多数产品都是既包含“刚性组件”,又包含“柔性电缆”的“刚-柔混合系统”,其装配仿真方法在工程中具有较大的实用价值,以此为出发点,关于柔性电缆布线研究的基础上,从工程应用的角度实现一套完整的“刚-柔混合系统”装配仿真方法。

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