一种基于边界元算法的大刚度零件装配变形快速计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于边界元算法的大刚度零件装配变形快速计算方法。方法包括以下步骤：提取大刚度装配零件的待装配面和参考面，并获取待装配面和参考面的点云模型，从而获得初始差分面点云模型；基于刚性装配方法获取零件的初始装配状态；基于边界元算法在零件的初始装配状态下快速求解装配变形后的差分面点云模型；基于密度聚类算法对装配变形后的差分面点云模型进行检测。如果计算错误，则利用邻近面求解算法求解零件的邻近面序列，从而对装配变形后的差分面点云模型进行更新，获得正确的装配变形后的差分面点云模型。本发明专利技术考虑了零件的初始装配状态，有效地提高了装配变形计算结果的精度，降低了问题的维度，大大提高了计算效率。计算效率。计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边界元算法的大刚度零件装配变形快速计算方法


[0001]本专利技术涉及了一种装配变形的快速计算方法，具体是涉及了一种基于边界元算法的大刚度零件装配变形快速计算方法。

技术介绍

[0002]目前，世界各国都在积极发展制造业，与世界先进水平相比，中国制造业仍然大而不强，在自主创新能力、资源利用效率、质量效益等方面差距明显。为了适应现阶段发展需要，，需要开发一批精密、高速、高效的数控机床与基础制造装备。如果能在产品的设计阶段进行装配仿真和公差分析，检验产品的公差参数是否满足功能要求，便可以缩短产品开发周期，降低开发成本。为了对大刚度零件进行高精度的公差分析，需要计算零件的装配变形。一般将弹性模量大于172Gpa的零件定义为大刚度零件。
[0003]零件的装配变形包括宏观变形和局部表面变形，宏观变形是理想装配体在装配力作用下产生的体变形，局部表面变形是包含形状误差的装配体在装配力作用下产生的接触变形。通常，宏观变形可以通过有限元方法进行计算。当零件的刚性较强时，零件装配过程中产生的宏观变形比较小，需要重点研究零件的局部表面变形。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边界元算法的大刚度零件装配变形快速计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：确定大刚度装配零件的材料参数以及待装配面和参考面，利用三坐标测量仪获取零件的待装配面和参考面点云模型；步骤2：利用差分面算法对零件的待装配面和参考面点云模型进行求解，获得零件的初始差分面点云模型和理想平面，接着利用凸包算法对差分面点云模型进行求解，求解获得差分面凸包，再根据零件的装配力方向所在的射线和差分面凸包之间的交集来确定零件的初始三角接触面；步骤3：根据当前三角接触面，通过刚性装配方法确定零件的当前初始装配状态；步骤4：根据零件的材料参数，利用边界元算法在零件的当前初始装配状态下对初始差分面点云模型进行求解后，获得装配变形后的差分面点云模型；步骤5：基于理想平面，利用密度聚类算法对当前装配变形后的差分面点云模型进行检测，获得聚类后的接触凸体数量；如果聚类后的接触凸体数量满足稳定装配条件，则当前装配变形后的差分面点云模型计算正确；如果不满足，则当前装配变形后的差分面点云模型计算错误，进行下一步；步骤6：根据差分面凸包，利用邻近面求解算法求解初始三角接触面的邻近面序列，依次将邻近面序列中的三角形作为更新后的三角接触面并重复步骤3
‑
5，直到得到满足稳定装配条件的装配变形后的差分面点云模型。2.根据权利要求1所述的一种基于边界元算法的大刚度零件装配变形快速计算方法，其特征在于，所述步骤5中，取当前装配变形后的差分面点云模型中...

【专利技术属性】
技术研发人员：撒国栋，刘振宇，白昊东，裘辿，谭建荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：