1. 研究目的与意义
现在市场上的超高压泵总是流量大,体积大,并不适合在实验室使用。为保证试验压力波动小、升压连续平稳、便于控制,所以泵的输出流量不宜过大,所以本文将以虚拟装配技术对超高压小流量泵进行运动仿真模拟。虚拟装配技术是在虚拟环境中,利用虚拟现实技术将设计的产品三维模型进行预装配, 在满足产品性能与功能的条件下,通过分析、评价、规划、仿真等改进产品的设计和装配的结构,实现产品可装配性和经济性。这种新技术在未来完全有可能取代不断进行的物理试验装配过程,从而可以大大缩短产品开发的周期并节约开发产品的成本。
鉴于超高压小流量泵空间布局有很多限制,并且多为单件小批量生产,加之生产周期短和用户的个性化要求高,造成设计过程中经常无法将所有的细节都考虑到,导致机构部件之间会相互干涉,其外观质量也会受影响。而利用pro/e软件进行电脑三维模型设计并进行虚拟装配仿真,在满足产品性能与功能要求的条件下,通过对其进行分析、评价、规划,仿真等,进而改进产品的设计和装配结构,可有效地提高产品设计的可装配性,设计的效率也会提高。
所以,本文将基于pro/e软件,通过零件三维模型的生成和对零件虚拟装配和运动仿真的分析, 可减少设计周期;;通过装配动画的设计和制作, 可提高装配工艺编制效率, 并指导装配, 从而提高产品制造质量。
2. 国内外研究现状分析
根据目前的研究发展,虚拟装配技术发展至今可以分为3个阶段。第1阶段是虚拟装配技术理论的提出阶段,自从20世纪80年代虚拟现实概念的提出以来,虚拟现实作为一门新兴学科正在蓬勃发展,近年来在工程、航空航天、军事、建筑等领域得到越来越广泛的应用。
例如,德国fraunhofer工业工程研究所较早进行了虚拟装配规划系统的研究和开发,他们开发的第一个虚拟装配规划原型系统可以实现在虚拟环境中执行装配操作,交互地装配和拆卸零件,并在用户交互的基础上生成装配图,进行装配工时和装配成本的分析。
第2阶段是各研究机构在实验室进行复制、建立虚拟装配系统的阶段,如华盛顿州立大学有一个虚拟现实和计算机集成制造实验室;20世纪90年代初北京黎明公司率先在国内各大高校、科研院所以及中国军方推行基于pc平台的虚拟现实和虚拟仿真系统解决方案,并取得了一定的效果。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
(1)超高压小流量泵的结构、特点和应用,流量泵的研究进展;proe发展、应用,尤其是在虚拟设计和虚拟装配仿真上的研究进展。
(2)用proe对超高压小流量泵进行零部件的设计、装配泵体的干涉检查、运动仿真等,直观地显示出流量泵内部的结构,模拟流量泵工作情况。
4. 研究创新点
通过过查阅相关资料,发现目前没有基于Pro/E的超高压小流量泵运动及虚拟装配仿真的文献,应用Pro/E软件生成超高压零件三维模型和对零件进行虚拟装配和运动仿真的分析。
