本书基于数字化装配和数字孪生驱动的技术内涵与理念，全面、深入、系统地阐述了数字孪生驱动的产品高精度装配的相关技术知识，并讲解了作者团队研发的数字孪生驱动的高精度装配原型系统开发与应用案例。
本书共9章，每章都从不同的角度介绍和探讨了数字孪生驱动的产品高精度装配所涉及的关键要素和技术方法，主要内容包括绪论、数字孪生技术、数字孪生驱动的产品高精度装配技术体系、产品三维装配工艺模型构建、产品装配精度信息模型构建、产品装配误差传递模型构建、考虑多维度误差源的产品装配精度分析与计算、产品装配过程修配方案生成与推荐、数字孪生驱动的高精度装配原型系统开发与应用。
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样章试读
目录
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第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 产品装配及其装配技术简介 2
1.2.1 产品装配的基本概念 2
1.2.2 产品装配的发展历史 6
1.2.3 产品装配技术的内涵 8
1.2.4 产品装配技术的类型 10
1.3 产品装配技术的现状及发展趋势 10
1.3.1 产品装配技术的现状及需求分析 10
1.3.2 产品装配技术的发展趋势 11
思考题 12
第2章 数字孪生技术 13
2.1 概述 13
2.2 数字孪生的起源与发展 13
2.3 数字孪生的定义与相关概念 14
2.4 数字孪生参考模型与技术内涵 16
2.4.1 数字孪生的概念模型与系统架构 16
2.4.2 数字孪生的技术内涵 17
2.5 数字孪生的成熟度模型 20
2.6 数字孪生的关键技术 24
2.6.1 数字化建模技术 24
2.6.2 数字化仿真技术 25
2.6.3 数字线程技术 26
思考题 27
第3章 数字孪生驱动的产品高精度装配技术体系 28
3.1 概述 28
3.2 数字孪生驱动的产品高精度装配总体框架 28
3.2.1 面向高精度装配的数字孪生参考模型 28
3.2.2 数字孪生驱动的产品高精度装配实施体系 30
3.3 数字孪生驱动的产品高精度装配关键技术 32
3.3.1 产品三维装配工艺模型构建技术 32
3.3.2 产品几何尺寸公差模型构建技术 32
3.3.3 产品装配误差传递与精度分析技术 33
3.3.4 产品修配仿真与方案生成推荐技术 35
思考题 35
第4章 产品三维装配工艺模型构建 36
4.1 概述 36
4.2 基于MBD的产品三维装配工艺规划技术 36
4.2.1 MBD技术基础 37
4.2.2 基于MBD的产品装配工艺模型定义 40
4.2.3 基于MBD的产品装配工艺模型结构 42
4.3 基于产品层次结构的三维装配工艺建模机制 42
4.3.1 装配工艺建模流程概述 42
4.3.2 装配工艺模型信息详述 43
4.3.3 拆卸工艺模型的创建 50
4.3.4 装配工艺模型的信息完善 54
4.4 产品三维装配工艺模型实例 55
思考题 61
第5章 产品装配精度信息模型构建 62
5.1 概述 62
5.2 产品装配精度信息模型组成与构建 62
5.2.1 产品装配精度信息模型组成 62
5.2.2 产品装配序列表达方法 63
5.2.3 产品装配精度信息单元构建 64
5.3 面向数字孪生的零件非理想表面模型构建 67
5.3.1 零件表面模型的相关概念与定义 67
5.3.2 面向数字孪生的零件非理想表面模型表达机制 69
5.3.3 肤面形状模型定义与建模方法 71
5.3.4 基于肤面形状模型的零件非理想表面模型生成 74
思考题 79
第6章 产品装配误差传递模型构建 80
6.1 概述 80
6.2 产品装配尺寸链自动生成与计算 80
6.2.1 产品装配尺寸链自动生成方法 80
6.2.2 产品装配尺寸链计算与求解方法 87
6.3 产品装配特征误差传递关系图建立 91
6.3.1 几何要素与装配特征 91
6.3.2 产品装配特征误差传递关系及其模型 91
6.3.3 零件之间误差传递关系图的建立方法 93
6.3.4 基于装配接触有向图的零件装配定位约束关系表达 97
思考题 99
第7章 考虑多维度误差源的产品装配精度分析与计算 100
7.1 概述 100
7.2 基于非理想表面模型的装配接触仿真 100
7.2.1 元素配准调整法 101
7.2.2 曲面约束匹配法 104
7.3 基于非理想表面模型的零件配合误差变动解析 107
7.3.1 问题描述 107
7.3.2 非理想表面模型串并联装配结合面 109
7.3.3 非理想表面模型装配实际误差传递属性 110
7.3.4 基于非理想表面模型的零件配合误差计算 114
7.4 考虑多维度误差源的产品装配误差分析 118
7.4.1 多维度误差源及其误差表达 118
7.4.2 产品装配误差传递更新迭代机制 124
7.5 基于改进雅可比-旋量模型的产品数字孪生装配精度分析 128
7.5.1 雅可比-旋量模型及其改进 128
7.5.2 产品数字孪生装配精度分析流程 132
思考题 134
第8章 产品装配过程修配方案生成与推荐 135
8.1 概述 135
8.2 产品装配过程修配方案生成与推荐总体流程 135
8.3 产品装配过程修配仿真优化及修配方案生成方法 136
8.3.1 面向装配精度保证的修配仿真优化 137
8.3.2 基于TOPSIS法的修配方案评价择优 139
8.4 产品装配过程修配方案生成与推荐实例 140
8.4.1 修配方案生成软件工具开发 141
8.4.2 装配误差预测与修配方案生成 142
思考题 145
第9章 数字孪生驱动的高精度装配原型系统开发与应用 146
9.1 概述 146
9.2 数字孪生驱动的高精度装配原型系统构建与开发基础 146
9.2.1 原型系统硬件构建基础 146
9.2.2 原型系统软件开发基础 151
9.3 数字孪生驱动的高精度装配原型系统设计与分析 153
9.3.1 原型系统需求分析 153
9.3.2 原型系统体系结构 154
9.3.3 原型系统工作流程 156
9.4 数字孪生驱动的高精度装配原型系统开发与应用案例 157
9.4.1 原型系统开发与运行示例 157
9.4.2 原型系统应用案例——航天器产品结构部装 158
思考题 169
参考文献 170
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