[發(fā)明專利]基于參數(shù)空間包絡的裝配公差設計方法

在審

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• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113361026A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 羅晨;聶家齊;周怡君
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 郝雅潔

1.一種基于參數(shù)空間包絡的裝配公差設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：確立待裝配兩工件外圍Bezier參數(shù)空間，并采用外圍Bezier參數(shù)空間控制點描述工件模型以及初始變形；

步驟二：建立裝配公差與外圍Bezier參數(shù)空間控制點變化之間的關(guān)系模型；

步驟三：建立以外圍Bezier參數(shù)空間控制點為參數(shù)、裝配曲面間隙無嵌入并滿足間隙公差要求的約束條件、最大化控制點變化為目標的多目標優(yōu)化問題；

步驟四：求解多目標優(yōu)化問題，并將外圍Bezier參數(shù)空間控制點變化轉(zhuǎn)化為裝配零件的公差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于參數(shù)空間包絡的裝配公差設計方法，其特征在于，所述步驟二中，所述關(guān)系模型如式(3)、式(4)所示：

[S₁(u₁，v₁，w₁)+αt-S₂(u₂，v₂，w₂)]·n₂(u₂，v₂，w₂)≥0 (3)

[S₁(u₁，v₁，w₁)+αt-S₂(u₂，v₂，w₂)]·n₂(u₂，v₂，w₂)≤tol (4)

其中，S₁(u₁，v₁，w₁)、S₂(u₂，v₂，w₂)分別表示平面工件S1、平面工件S2，α為移動工件S1相對于固定工件S2沿著裝配方向的移動距離；t是裝配方向，n₂(u，v，w)是工件S2的法向；tol是裝配公差，即兩工件之間的間隙；

若兩工件的外圍參數(shù)相同，所述關(guān)系模型寫為矩陣形式：

其中，

A是包含了Bernstein基函數(shù)和工件在采樣點上法向的矩陣，a_ij為第i個采樣點、第j個控制點對應的Bernstein基函數(shù)，[n₁₁ n₁₂ n₁₃，…，n_h1，n_h2，n_h3]表示S₂(u₂，v₂，w₂)上每個點的法向量；h表示采樣點的個數(shù)，N_P表示控制點的個數(shù)；

其中，分別表示工件S1和工件S2的控制點在裝配方向上的變化量，ΔP表示兩變化量之間的差值：

若兩工件的外圍參數(shù)不同，所述關(guān)系模型寫為矩陣形式：

其中A₁是移動工件S1裝配平面的A矩陣，A₂是固定工件S2裝配平面的A矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于參數(shù)空間包絡的裝配公差設計方法，其特征在于，所述步驟三中，兩工件的外圍參數(shù)相同時，S2是固定工件不變，S1工件的變形通過ΔP表示，即目標函數(shù)是最大化ΔP，將式(5)作為約束：

s.t.0≤B[ΔP α]≤tol

|α|≤tol (7)

其中

兩工件的外圍參數(shù)不同時，S2是固定工件不變，S1工件的變形通過表示，即目標函數(shù)是最大化將式(6)作為約束：

|α|≤tol (8)

l、m、n分別是外圍參數(shù)空間各方向上的控制點數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于參數(shù)空間包絡的裝配公差設計方法，其特征在于，通過NSGA-II算法求解式(7)或式(8)。