虚拟装配在城轨车辆结构设计的应用

刘广 张龙 吴祖乐 闫昕

摘 要：对于城轨车辆的整体组装，因结构和装配顺序问题导致的干涉是造成城轨车辆制造资源的浪费；且对于结构复杂、作业空间狭小区域，在设计初始阶段判别是否有可操作性至关重要。由此引入虚拟装配技术，虚拟装配是以零部件的三维模型为基础，可利用三维数据仿真装配操作的全过程。在城轨车辆结构设计阶段引入虚拟装配技术，可提前发现装配过程中的各类问题（装配干涉、现场作业空间不足），有效避免因结构和装配顺序问题导致的干涉和作业困难等问题，从而提升数字化装配水平，优化设计、工艺、缩短产品研制周期。

关键词：结构设计；虚拟装配；城轨车辆

1引言

城轨车辆传统设计流程如图 1-1所示，设计结构通过“结构审核”进入制造现场，在制造过程中发现因结构和装配顺序问题导致的干涉，以及作业空间狭小无法作业等问题，再反馈予以设计部门，通过“结构变更”的方式优化结构。由于传统三维辅助设计系统只是静态分析模型内组装件的干涉情况，即只分析零件组装完成的最终状态是否有干涉，难以动态模拟各个零件从装配前至装配完成的整个组装流程。城轨车辆结构相对复杂，传统“结构审核”难以充分暴露结构问题，大量的“问题反馈”和“结构变更”造成城轨车辆制造资源的巨大浪费。由此，设计阶段引入虚拟装配技术，避免因结构和装配顺序问题导致的干涉和作业困难等问题，对在城轨车辆结构设计与制造至关重要。……