舱门装配公差优化设计系统的研究与实现

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雅宝题库解析:
实现CAD/CAM系统集成是数字化集成制造系统的发展方向之一。如何从CAD系统中提取到工艺制造中所需的公差信息,是实现CAPP并最终实现3C(CAD/CAPP/CAM)集成的基础。现有的CAD系统是基于实体的名义尺寸来设计的,它将公差信息以文本的形式附着于实体特征之上,并不具有相应的工程语义。本文研究了与飞机制造及装配相关的公差设计系统的主要功能,内容包括:1. 提出了一种基于TTRS的任意维尺寸链自动生成方法。通过分析CATIA中公差信息模型的架构以约束机制,自动提取零件中的公差信息组成零件公差图,提取装配体中各零件体的约束关系组成装配约束图,通过搜索装配约束图和零件公差图,生成封闭环尺寸链进而得到公差设计函数并以向量环的形式表示。2. 分析了飞机制造及装配过程中尺寸分布特点。建立了包括正态分布,瑞利分布,三解分布,均匀分布,指数分布在内的几种常见的尺寸分布模型并应用于公差分析当中,采用向量环及参数化分析两种方法对分析的结果进行了比较。3. 建立了公差及偏差标准库。针对中心距,孔,轴等三种类型尺寸实现标准公差及上下偏差的查询与显示操作,同时被公差优化部分调用。4. 基于神经网络和遗传算法建立了公差成本模型并用于公差分配。考虑到公差成本模型的高度非线性关系以及公差优化模型本质上是一个排列组合式的优化题目,将人工智能算法中的神经网络和遗传算法引入来解决这两个方面的题目,并对结果进行了验证和对比。5. 基于CATIA/CAA和Matlab平台开发了舱门装配公差优化设计原型系统。系统包含了尺寸链自动生成,公差成本模型,公差基本偏差标准库,公差分析以及公差优化几个部分,对上述研究成果进行了验证。





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