液力变矩器虚拟装配过程仿真研究

　　装配是产品生命周期的关键环节之一，使产品具备功用的主要过程。传统的装配方法存在缺陷，一是必须有物理样机后才可进行装配;二是不能体现并行设计的思想。利用虚拟现实和计算机仿真技术，在计算机上模仿实际装配过程———虚拟装配过程，就是产品的装配仿真。装配仿真的目的就是用可视化手段研究和解决产品的设计、可装配性问题，是虚拟制造技术的核心技术之一。虚拟环境中，设计人员可以像操作真实零件一样对虚拟零件进行装配操作，建立虚拟装配模型，进行装配规划，检查装配过程中的干涉，并通过装配过程仿真验证结果，从而提高产品装配的一次成功率^[1]。

　　1虚拟装配过程仿真流程

　　在虚拟装配系统中，操作人员可以置身虚拟环境中，借助虚拟外设对零部件进行操作，完成装配。一般情况，虚拟装配系统有4个主要环节：虚拟装配模型的构建—装配顺序规划—虚拟装配过程—仿真结果输出。虚拟装配过程仿真流程如图1所示。

　　1.1虚拟装配模型的构建

　　虚拟装配模型是研究虚拟环境下产品装配设计的重要环节，建立集成度高、信息完备的装配模型具有重要意义。零件的虚拟模型包括零件的虚拟几何模型、物理属性信息和零件包含的工程设计信息^[2]。鉴于CAD特征模型与虚拟装配的面片模型在区别，由CAD模型转换得到虚拟儿何模型，同时从CAD模型中提取物理属性及工程设计信息，并建立映射关系，在虚拟环境中可再现真实的零件模型。而工程设计信息体现设计者装配意图，同时保证虚拟零件能按照设计意图实现在虚拟环境中的定位和约束。

　　1.2装配顺序规划

　　装配顺序规划是虚拟装配过程中的重要环节，它是在虚拟装配建模的基础上，对零部件的装配序列进行推理，为下一步实现产品装配过程仿真提供基础^[3]。产品中零件之间的几何关系、物理结构及功能决定产品的装配顺序，装配规划目标是在成本、效率、资源等诸因素中获得最佳效果。

　　1.3虚拟装配过程

　　将虚拟装配模型导入虚拟装配系统后，还需对虚拟装配系统进行配置和环境设置，包括设置坐标系统、设置灯光、营造虚拟沉浸环境，还要检查虚拟外设正常与否。

　　之后，至关重要的是由工程技术人员进行产品的虚拟装配。工程技术人员佩带各种虚拟外设，直接与虚拟零件和虚拟环境进行交互，在装配的同时可以发现产品设计存在的问题。与此同时，系统记录装配过程中的各种信息，如零件的装配轨迹、装配顺序等。