薄壁柔性件多體裝配變形快速仿真理論與方法研究

《薄壁柔性件多體裝配變形快速仿真理論與方法研究》是依託上海交通大學，由武殿梁擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：薄壁柔性件多體裝配變形快速仿真理論與方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：武殿梁
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

大型薄壁結構裝配過程變形導致尺寸誤差大、部件連線困難、殘餘應力大等問題，無應力裝配正成為裝配追求目標。有限元類的常規數值方法計算效率低，無法滿足裝配工藝規劃階段的仿真和分析需要。本項目提出支持薄壁結構裝配變形快速仿真與分析的理論與方法，主要包括：基於LOD參數多邊形格線與物理變形特徵相結合的薄壁結構等效力學模型；基於自由度歸約和幾何推理的裝配約束處理方法；基於不平衡二叉樹層次模型變換的可變形體間實時碰撞檢測處理方法；基於LOD模型的薄壁結構協調變形快速求解方法。通過建立薄壁柔性結構裝配變形快速仿真與分析的綜合試驗環境對理論和方法進行驗證和改進，從而為裝配工藝規劃階段的薄壁柔性件多體裝配變形快速仿真與分析提供理論基礎和方法支撐，也將為探索柔性體多體變形實時仿真作理論和方法上的探索。

結題摘要

薄壁結構裝配過程變形導致尺寸誤差大、部件連線困難、殘餘應力大等問題，本項目提出支持薄壁結構裝配變形快速仿真與分析的理論與方法，研究內容主要包括：基於多邊形格線的薄壁結構等效力學模型；薄壁結構裝配約束處理方法；可變形體間實時碰撞檢測處理方法；薄壁結構協調變形快速求解方法。項目經過近3年的研究工作，目前已全面完成了預定研究任務，達到立項目標。在項目研究工作中，提出了基於平面三角格線的薄壁件變形求解完整方法——三角格線拉普拉斯變形法（Triangular Grid Laplace deformation, TGL），包括平面三角單元的建立、基於平面三角單元的薄壁件變形求解物理方程推導、薄壁結構常用裝配約束的幾何與力學邊界條件表達、基於共軛梯度法的裝配變形方程求解，並通過薄板變形試驗和與FEM方法對比驗證了。項目的提出的方法為薄壁結構裝配變形求解提供了新方法，它可以避免格線劃分直接利用三角面片構造單元格線，並且具有更快的求解速度，從而為實時、互動式裝配工藝仿真中的變形計算提供了理論和方法支持。項目研究過程中工發表論文11篇，其中SCI檢索4篇，EI檢索4篇，獲得一項軟體著作權。