陶珍貞

（桂林福達(dá)股份有限公司，廣西 桂林541004）

1 引言

目前，虛擬裝配技術(shù)是工業(yè)發(fā)展中的一項重要設(shè)計技術(shù)。將其運用在離合器設(shè)計中，能夠?qū)崿F(xiàn)在不制造真實產(chǎn)品的情況下完成設(shè)計任務(wù)，有效地降低開發(fā)成本。同時，能夠在虛擬裝配階段對生產(chǎn)、優(yōu)化以及裝配問題進(jìn)行處理與解決。因此，在離合器的設(shè)計中要有效地應(yīng)用該技術(shù)，通過其作用的發(fā)揮更好地完成設(shè)計工作任務(wù)。

2 技術(shù)概述

虛擬裝配技術(shù)是一種新的設(shè)計理念。從廣義層面而言，該技術(shù)能夠在一個虛擬的環(huán)境當(dāng)中，幫助設(shè)計人員更為便利地設(shè)計和修改結(jié)構(gòu)，從而將設(shè)計人員的所有精力都放在實現(xiàn)產(chǎn)品的功能上。從狹義層面來說，能夠在一個虛擬的環(huán)境當(dāng)中，根據(jù)具體的設(shè)計要求與特點，將單個部件與零件組裝成目標(biāo)產(chǎn)品，是一種便于設(shè)計人員以更為高效、便捷的方式實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的技術(shù)[1]。

在實際的產(chǎn)品設(shè)計當(dāng)中，根據(jù)具體設(shè)計工作特點，主要設(shè)計步驟為：第一，初步設(shè)計階段。在該階段中，將初步進(jìn)行總體布局，以產(chǎn)品設(shè)計要求為基礎(chǔ)，實現(xiàn)產(chǎn)品系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)的布局。第二，裝配設(shè)計階段。在該階段中，將對產(chǎn)品零部件進(jìn)行設(shè)計，主要包括裝配層次劃分、裝配區(qū)域劃分、模型設(shè)計以及建立三維實體造型等。第三，詳細(xì)設(shè)計階段。這可以說是產(chǎn)品設(shè)計的完善階段，從而完成模型的最終設(shè)計工作。在該階段中，將進(jìn)行產(chǎn)品的虛擬裝配、運動仿真以及裝配仿真工作，對產(chǎn)品進(jìn)行動態(tài)和靜態(tài)檢查，以此保證產(chǎn)品在應(yīng)用中更為精確。同時，也可以結(jié)合實際需求，對產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化處理以及有限元運動分析。

3 設(shè)計流程

3.1 建立模型

建立汽車離合器零件的三維實體模型。在模型建立后，根據(jù)設(shè)計要求，對多個裝配區(qū)域進(jìn)行劃分，之后結(jié)合總體要求劃分裝配層次。

3.2 數(shù)據(jù)管理

對于離合器來說，其中相關(guān)設(shè)計相對復(fù)雜，在實際工作中，不同設(shè)計數(shù)據(jù)的流動和數(shù)據(jù)的管理對虛擬裝配目標(biāo)的實現(xiàn)至關(guān)重要。為了能夠更好地管理設(shè)計數(shù)據(jù)，所有的信息都要儲存在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，應(yīng)用信息管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一地管理，保證離合器自上而下的設(shè)計工作準(zhǔn)確、高效。

3.3 虛擬裝配約束

該項工作是實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計意圖以及功能設(shè)計向設(shè)計約束達(dá)的轉(zhuǎn)變。同時，在此過程當(dāng)中應(yīng)做好數(shù)據(jù)管理工作，以保證設(shè)計模型能夠符合設(shè)計者確定約束關(guān)系，包括垂直、共軸、平行以及共面等，保證設(shè)計約束模型能夠?qū)λ辛悴考难b配特征以及形狀特征進(jìn)行管理，包括其相互間存在的約束關(guān)系。在此過程當(dāng)中，某一個特性發(fā)生了變化，模型能夠以設(shè)計約束關(guān)系為基礎(chǔ)，根據(jù)相應(yīng)的特征變化進(jìn)行改變，保證相關(guān)數(shù)據(jù)具有一致性的特點[2]。

3.4 裝配運動仿真

該項工作是對于裝配當(dāng)中零部件空間位置，根據(jù)實際裝配路徑所開展的操作，并將操作步驟以動畫的方式進(jìn)行呈現(xiàn)。通過該方式對離合器不同組件在運動軌跡上的相互干涉情況進(jìn)行檢測，在對離合器進(jìn)行運動學(xué)仿真的條件下，對實際工件狀態(tài)進(jìn)行模擬，協(xié)調(diào)運動機構(gòu)的運動關(guān)系。根據(jù)零部件的運動以及相互干涉情況，對設(shè)計模型進(jìn)行修改，保證相關(guān)零件實現(xiàn)運動協(xié)調(diào)以及干涉自由，對離合器零件的設(shè)計工作進(jìn)行有效的優(yōu)化。

3.5 有限元運動分析

該項工作是在完成虛擬裝配設(shè)計后，進(jìn)行的有限元運動分析與優(yōu)化處理。對于這部分工作來說，其是由一系列參數(shù)所定義的，相關(guān)參數(shù)能夠?qū)ξ锢韱栴}的有限元分析進(jìn)行表述[3]。在實際分析工作當(dāng)中，能夠?qū)Σ煌b配體與零件在對應(yīng)工作條件下的情況進(jìn)行反映。有針對性地分析不同的裝配體與零件，對不同的材料進(jìn)行試驗，對不同的工作條件進(jìn)行指定，由此獲得實際的運行情況，較好地實現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化的目標(biāo)。

4 結(jié)語

虛擬裝配技術(shù)的出現(xiàn)，為設(shè)計工作帶來了新的可能。在上文中，我們對虛擬裝配技術(shù)在離合器設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究。在實際工作開展中，需要加大對該技術(shù)應(yīng)用價值的重視程度，通過該技術(shù)在離合器設(shè)計中的有效應(yīng)用，不斷提升設(shè)計水平，更好地實現(xiàn)設(shè)計工作目標(biāo)。