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计算机辅助公差设计技术(CAT)主要研究在整个机械零部件的生产加工过程中通过计算机对产品的精度进行设计分析。装配是产品制造过程中的重要步骤,装配后产品的精度直接关系到产品的质量和功能实现。针对复杂产品零部件数量较大、装配尺寸链结构复杂、装配关系复杂等特点,本文以通飞产品的典型组件为研究对象,对复杂产品的装配公差分析进行了研究。 本文通过对新一代产品几何技术规范(GPS)和MBD技术的研究,分析了CATIA的装配公差模型结构,应用拓扑和技术相关联表面(TTRS)理论,建立装配公差模型的TTRS层次结构。通过提取装配公差模型的公差信息和约束信息构建装配公差模型的尺寸—关联特征要素矩阵和约束—关联特征要素矩阵,完成尺寸公差—装配约束图,建立起基于搜索关联特征要素的尺寸链自动生成方法。研究了极值法、概率法、蒙特卡洛法等公差分析方法,蒙特卡洛法主要是通过对尺寸链的各个组成环尺寸值进行随机抽样,利用公差设计函数求得封闭环尺寸值,再对封闭环的样本进行统计分析求解封闭环。研究了公差分配技术,根据封闭环的尺寸公差完成各个组成环的公差分配。 最后,本文采用CATIA二次开发工具CAA在VS2008环境下建立装配公差分析系统,该系统由指定封闭环、装配公差信息提取、装配约束信息提取和蒙特卡洛法分析四个模块组成,以某型号通用飞机发动机短舱部分装配体为例进行了实例应用,验证了该研究方法和技术的可行性。