随着航空航天的快速发展,质量轻、性能良好的薄壁零件被广泛应用,但因薄壁零件尺寸大、结构复杂、易变形等特点,增加了装配过程中的难度。尤其是针对一些防热结构壳套类套装部件,由于内壳采用金属材料,外套采用非金属材料,在装配中,外套和内壳不仅会因变形和加工误差而影响装配精度,还会因干涉等影响到零件安全。所以本文针对异型薄壁零件在装配过程中存在的问题,开展异型薄壁部件虚拟装配仿真系统研究,主要包括异型薄壁部件数据采集与处理方法、曲面重构方法和虚拟装配方法的研究,虚拟装配仿真软件的开发。通过试验件对相应的研究方法和虚拟仿真软件进行实验验证,论文的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。具体研究内容如下:(1)研究确定异型薄壁部件虚拟仿真系统整体设计方案。分析异型薄壁部件装配原理和实际装配要求,拟定装配工艺流程,根据装配工艺流程确定虚拟装配仿真系统的总体设计方案,明确该系统主要包括数据采集与处理方法模块、曲面重构方法模块和虚拟装配方法模块。(2)开展异型薄壁部件表面数据采集和处理方法研究。通过分析接触式测量和非接触式测量的优缺点,结合工件结构特点确定数据采集方法,并提出了数据采集路径需要注意的事项,确定数据储存的格式和数据采集软件;分析采集到的点云数据特点,确定点云数据的处理方法为点云对齐、点云去噪和点云精简,并对相应的数据处理算法进行说明。(3)开展异型薄壁部件曲面重构方法研究。首先对Bezier、均匀B样条和非均匀B样条这三种曲面重构数学模型进行对比分析,根据异型薄壁件的几何结构特征确定相应的曲线曲面重构方法。对曲线重构中切片处理方法进行深入研究,对非均匀B样条曲线数学模型重构方法进行研究,对重构的曲线进行曲线曲率及连续性方法研究,最后对比分析几种曲面重构方法,针对本文工件特点,确定曲面的重构方法。(4)开展异型薄壁部件虚拟装配方法研究。分析确定虚拟装配的装配方法,定义模型在虚拟装配环境下的表达方法,提出模型在装配中的位姿调整算法;针对异型薄壁部件干涉及间隙分析的具体要求,分析干涉检验方法,提出利用CATIA的DMU空间分析工具进行异型薄壁套装件干涉及间隙的定量分析和定性分析。(5)异型薄壁部件虚拟装配仿真软件开发与实验验证。对比分析确定了虚拟装配仿真系统的开发环境,设计虚拟装配仿真系统软件各个功能模块,对数据采集与处理模块开发方法、曲面重构模块开发方法和虚拟装配模块开发方法进行深入研究,并利用VB2008进行虚拟装配仿真软件界面开发,针对本文中的实验件,分析了其结构特点,验证虚拟仿真系统中数据采集与处理模块、曲面重构模块、虚拟装配模块的功能。实验结果表明,本文所确定的系统方案可行,所开发的异型薄壁部件虚拟装配仿真软件系统满足工程实际需要。