2 工程应用研究

　　2.1 硬、软件环境

　　硬件:IBM M Pro图形工作站。

　　软件:CATIA V5R10 SP4及其支持环境。

　　2.2 某型轿车液力变矩器虚拟装配技术应用

　　1)建立主模型

　　在虚拟技术装配技术应用于整个产品(液力变矩器)研发的全过程中,主模型可以保证产品(液力变矩器)零部件数据结构完整一致,实现CAD/CAE/CAM系统的高度集成,为协同设计和并行工程打下良好的基础,这也是实现自顶向下设计的前提条件。

　　2)装配层次划分

　　液力变矩器是由具有层次关系的零部件组成的复杂系统。体现在虚拟装配中,一个装配体(assembly)可以分解散为若干个零件(part)和子装配体(subassembly),一个子装配体又可以分解为若干个更下一层的零件和子装配体。这个过程实际就是一个自上而下的设计过程。在液力变矩器结构设计应用中,通过分级式多叉树状结构来描述,即按零部件间设计的逻辑依附关系来确定各模型间的父子关系,从而实现装配设计层次的划分,见图2。

图2 液力变矩器装配结构树

　　3)立装配约束

　　装配约束管理包含对液力变矩器设计中几何模型间的关系进行控制和管理,这一机制彻底克服了自由建模的无约束状态,能确保设计的模型具有设计师所定义的约束的关系,如平行、共轴或共面等。通过约束管理,可使液力变矩器设计或改进、改型设计等重复过程中零部件模型特定的装配关系得以保存,而与对模型所进行的修改无关。图3为建立装配约束后的液力变矩器沿轴向的爆破图。

图3 液力变矩器装配爆破图

　　4)干涉分析

　　装配设计完成后,需要进行静态干涉检验和动态干涉检验。静态干涉检验是对产品(液力变矩器)零部件设计进行评估,在确定装配结构和总体设计后,进行零件细化设计,在装配过程中静态检验零部件之间的干涉、间隙等,并根据检验结果对零部件进行设计修改,从而得到正确的设计;动态干涉检验是对产品(液力变矩器)可装配性进行评估,在产品装配过程中,根据零部件的装配路径、装配关系和约束条件,进行装配姿态调整、修改,直到得到正确的设计。

　　3 结束语

　　通过在液力变矩器研发中应用虚拟装配技术,为液力变矩器后续的机构运动仿真及动力学分析、有限元建模及强度模态分析、内流场模拟及液力传动分析等计算机分析研究奠定了坚实的基础。可以预见,虚拟装配技术将从根本上改变传统的产品研发模式,其目的是研究虚拟产品模型的建立和虚拟装配环境的建立,并将其应用于实际产品的研发中,对实际产品的性能和可装配性等进行评价,从而达到全局最优,以缩短产品研发周期,降低成本,提高产品快速响应市场变化的能力,获得最大的经济效益。