车辆工程毕业设计（论文）开题报告-虚拟环境下发动机拆装工具参数化建模及操作空间检验.doc

毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 虚拟环境下发动机拆装工具参数化建模及操作空间检验院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程07-11班 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 2011.3.14 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日开题报告撰写要求一、“开题报告”参考提纲1. 课题研究目的和意义；2. 文献综述（课题研究现状及分析）；3. 基本内容、拟解决的主要问题；4. 技术路线或研究方法；5. 进度安排；6. 主要参考文献。二、“开题报告”撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B07-11指导教师姓名职称讲 师从事专业交通运输是否外聘是否题目名称虚拟环境下发动机拆装工具参数化建模及操作空间检验一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义1、研究现状随着计算机辅助技术应用的日益广泛, 如何在零件生产中充分利用计算机辅助技术, 提高零件的生产效率, 缩短生产周期, 全面提升零件生产技术水平, 已成为近几年来研究的重要课题之一。因此在通用CAD 平台上进行二次开发,建立符合国家标准, 适合企业应用的专业化、集成化的标准件库, 可以提高生产效率, 同时对推广标准件的应用, 缩短产品的开发周期具有重要意义。标准零部件的设计是一项费时费力且带有很大重复性的工作, 因此国内外许多企业、高校纷纷在不同的CAD 平台上研究建立参数化的标准件库, 但研究的重点基本都放在标准件的参数驱动和标准件库的管理方面, 而能够方便地嵌入不同的CAD 平台, 并且集标准件查询、CAD建模、零件装配定位、BOM 表自动生成等功能于一体的零件库系统尚不多见。Unigraphics(简称UG) 软件起源于美国麦道飞机公司，当时为了设计和制造F15 战斗机,而形成了UG产品。UG 软件在CAD/CAM 上表现出了强大的功能，但UG 为通用支撑软件系统仅具有CAD/CAM 的基本功能，没有提供专用产品所需要的完整C A D / C A M 功能。由于机械产品的千变万化，需要针对具体对象在选用的CAD 软件平台上进行二次开发，来设计出界面友好、功能强大和使用方便的专用产品的CAD/CAM 系统。随着计算机的应用和发展以及三维数控设备的引进，近年来国内UG 软件二次开发取得了很大的进步，特别是在UGCAD 也就是UG 设计方面软件二次开发已有相当多的成果，如上海交通大学国家模具CAD 工程研究中心的覆盖件冲模智能设计系统、同济大学的Gearwizard、华中科技大学的U G 软件二次开发等，但是在UGCAM 即UG 数控加工方面软件二次开发的研究相对来说就少了，国内主流的数控加工编程软件有Mastercam、UG 等，主流的三维设计软件有Pro/E、UG等，很多公司一般用Pro/E、UG软件来设计，用Mastercam、UG 来进行数控加工编程。很显然，Pro/E、Mastercam、UG 这三大软件中，UG 普遍被同时用来设计和加工，可以实现设计与加工之间的无缝接口，使用起来不会有不同文档之间的兼容问题，比较方便。既然这样，那么UG 数控加工方面软件二次开发的研究应是值得的。在发动机的设计之初就要考虑到发动机的拆装，除了要考虑到各个零部件的装配空间外，还要考虑到装配工具的移动空间，以防止工具与各个零部件之间的干涉现象。这些在虚拟状态下就比较容易实现。采用虚拟装配技术对产品的装配干涉进行分析,给出相应的结构修改建议, 这样就可以在设计阶段进行验证,确保设计的正确性, 避免损失。干涉检验的研究在数控加工过程仿真中具有重要的意义, 而干涉检验的有效实现尤为重要。它可以为干涉回避提供较好的参考依据, 以便真正实现加工仿真的目的。由于干涉问题的复杂性( 物体几何复杂性、物体运动复杂性) , 至使用求交算法进行干涉检验变得很复杂, 并且效率低下。在虚拟状态中, 许多物体可以抽象、简化为规则的几何体或组合体, 无须采用精确的几何描述; 物体的运动轨迹也可以离散分解, 进行干涉检验。这样就可以用简化求交算法来提高检测效率, 同时也满足了实际应用安全余量的要求。2意义各种装配工具，如扳手、螺丝刀、铆钉枪、气动套筒等，是在实际发动机装配生产过程中必不可少的，它们在装配过程中的可操作性不容忽视。每种工具都有其操作空间需求，如扳手需连续旋转60以上，而电动套筒只需一个无干涉的工作位置。它们的可操作性是对装配设计、装配序列规划的一个重要检查依据。有必要设计一种快速有效地装配工具操作空间检验（简称工具检验）方法。不合理的序列可导致工具没有足够的空间完成安装操作。目前在装配序列规划中考虑工具操作运动空间的研究较少。目前数字化制造应用越来越广泛，但大多都只研究产品本身的数字化制造及建模，对产品装配所需工具的参数化建模考虑甚少。因此本课题要研究虚拟环境下拆卸工具参数化建模及操作空间检验。3目的为了进行有效的发动机虚拟拆卸中的操作工具的操作空间检验，虚拟环境中的操作工具是必不可少的，在动态仿真之前，要进行操作工具的实体参数化建模，用这些虚拟工具模型，去模拟实际中的操作工具，并进行操作空间干涉性检验。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、 基本内容（1）工具的参数化建模（2）发动机零件的测绘（3）进行三维零件与工具的虚拟装配（4）工具操作过程静态检验（5）工具操作过程动态检验2、拟解决的主要问题（方法）（1） 查阅相关资料，根据所给参数，建立操作工具参数化模型（2） 研究操作工具参数化模型的驱动方式（3） 研究操作工具在发动机装配体中的运动路线（4） 工具操作过程中的静态干涉检验（5） 工具操作过程中的动态干涉检验三、技术路线（研究方法）本课题的技术路线涉及到UG和C+的运用，首先要对发动机有一定的了解，然后对某一型号的发动机进行尺寸的分析与汇总，得到相应资料后在虚拟系统下进行模块开发和装配的检验，可分为四个步骤：第一，模块的建立；第二，把装配工具作为发动机的部件引入工作环境；第三，在虚拟空间进行检验；第四，对结果进行分析。如图所示： 虚拟环境的模块开发与检验本设计的技术路线是从总的系统出发，将其分散开来，进行逐步研究，但每一个部分的完成都直接影响到下一个部分，他们的联系是一条直线，每一部分的设计都对下一部分有至关重要的作用。四、进度安排1、调研、资料收集，编写文稿提纲，完成开题报告。第1-2周（2月283月16）2、设计方案选定：拟定需解决的程序主要流程图。第3-6周（3月194月13）3、设计方案分析：拟解决功能问题的控件类型。第7周（4月164月20）4、建立窗体及论文。第8-12周（4月235月25）5、基本完成程序设计和论文修改。第13-14周（5月286月8）6、论文评阅及调整。第15周（6月116月157、校核、打印、装订，准备答辩。第16周（6月186月23） 五、参考文献1刘继鹏. UG在工业造型设计中的应用J. 火控雷达技术, 2001, (03) .2徐国生. 基于UG的三维参数化汽车冲模标准件库研究与开发D湖南大学, 2004 .3桂林. 基于UG的模块化产品设计集成系统研究D国防科学技术大学, 2003 .4徐凯,张裕中. CAD二次开发技术()J包装与食品机械, 2004,(02) .5魏润强；庞晓宏. UG软件的二次开发工具 中国航天科技集团四院401所.2003年.6何金保. 基于UG软件集成制造系统的研究与应用D昆明理工大学, 2005 .7朱德泉,周杰敏,俞建卫,焦明华. 基于UG平台模具CAD系统开发技术J机械工程师, 2005,(10) . 8陆宇旻,韦克安,范菲菲,黄书楼,崔鑫,郑路,沈燕. UG二次开发技术的研究A. 广西计算机学会2004年学术年会论文集C, 2004 .9蒋后仲. UG在产品设计中的应用A. 中国电工技术学会低压电器专业委员会第十一届学术年会论文集C, 2002 .10楚丁,彭宗锦. C+虚拟继承状态下对象复制语义的分析研究J成都信息工程学院学报, 2007,(05) . 11王文东,李竹林,尚建人. 汇编语言与C语言的混合程序设计技术J计算机技术与发展, 2006,(08) .12楼明珠. C语言程序设计的教学探讨J科技广场, 2007,(10) .13马勇. C语言程序设计课程教学研究J辽宁经济职业技术学院(辽宁经济管理干部学院学报), 2010,(02) .14 穆塔里夫 阿赫迈德.张年松郑力. 加工中心虚拟装配建模及装配干涉.现代制造工程.2002.15何磊. 系统框架零件的CAD/CAM集成制造技术研究D四川大学, 200516潘春荣,罗庆生. 基于UG软件CAD/CAM功能的应用研究J机械设计与制造, 2005,(01) .17李晓冰,王延斌. UG在模具设计与制造中的应用J机械工程师, 2002,(07) .18李国萍,王少宇. 使用UG软件建模的技巧J. 工具技术, 2002, (08) .19张鹏伟. UG NX应用技巧拾零J. CAD/CAM与制造业信息化, 2005, (01) .20尹显明.UG软件在客车设计开发中的应用. 机械2000（S1）21彭岳华,盛治华. 基于UG软件开发平台的汽车产品开发J. 计算机辅助工程, 2002, (03) .22宋建军,杜诗文,闫献国. 汽车虚拟设计中UG的应用J. 太原重型机械学院学报, 2002,(02) .23王从宅 虚拟装配中的路径规划及操作空间分析 D 燕山大学2010-07-0724姚永玉,李凌. 基于虚拟装配技术的连杆机械手运动干涉研究J装备制造技术, 2009, (03) 25 赵勇.徐诚.产品装配设计的干涉检查南京理工大学. 南京.1999 26 周学辉.面向虚拟装配的轴系产品干涉检验技术的研究和开发D. 201027张宝庆 孙立 杜克.数控加工仿真中干涉检验仿真模型的简化.长春理工大学.200428朱洪敏 武殿梁 甄希金 范秀敏. 面向交互操作的虚拟工具建模与操作技术(D). 上海交通大学机械与动力工程学院.201029Luc Laperrire,Dr Hoda A. ElMaraghy. Assembly sequences planning for simultaneous engineering applicationsJ The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 1994,9, (4) .30Jami J. Shah,Mary T. Rogers. Assembly modeling as an exten