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基于OpenCASCADE的装配偏差分析软件设计与实现
| 论文题名： | 基于OpenCASCADE的装配偏差分析软件设计与实现 |
| 关键词： | 汽车零件装配;偏差分析;CAD图形库;多核编程;软件设计 |
| 摘要： | 汽车零件装配是一个十分复杂的过程，这中间大约有由300-500个冲压零件经过多个工位、多个层级的焊接组装而成。在这个复杂的装配过程中，零件的装配误差逐级累积，最终影响到汽车整体质量。利用软件对零件装配过程所产生的误差进行计算和过程仿真，可以有效反馈汽车零件装配过程中误差传递状况,对规避后期制造阶段的尺寸偏差控制风险有着重要的意义。目前国内虽然在装配偏差分析算法方面做了大量的研究，却并未形成成熟的偏差分析软件，由于繁琐的建模过程以及低效的偏差计算，使得许多算法无法在实际得到真正应用，因此解决软件技术上的相关问题显得尤为重要。 本文针对装配建模复杂、计算效率低下等问题，基于开源CAD图形库OpenCASCADE以及多核编程技术，探讨了零件模型参数提取方法和装配偏差并行计算技术，开发一套三维装配偏差计算软件，改进装配建模方式并使得计算效率相比商业软件来说得到4~14倍的提升。论文研究内容和成果主要包括： (1)装配偏差计算算法研究。本文通过构建坐标系的方法实现了一种新的装配偏差计算方法，该算法避免了装配偏差计算中低效的矩阵求逆运算，相比同类算法实现简单、计算高效，同商业软件VisVSA相比计算效率提高约一倍。 (2)零件特征参数的提取。在装配建模过程中，需要输入大量零件装配特征信息,本文研究了OpenCASCADE环境下零件多种特征图形参数的提取方法，并解决了模型在错误转换情况下的参数提取问题，提高了构建装配计算模型中的输入效率。 (3)多核环境下的装配偏差计算。在随机模拟过程涉及大量的计算，该过程是一个相对耗时的过程。本文采用CUDA编程技术，充分利用计算机硬件本身的条件，将装配偏差计算性能在本文算法基础上再提高2~7倍。对于CUDA执行过程不支持递归的限制，本文也给出了新的解决方法。 |
| 作者： | 王连俊 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 肖双九 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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