三维模型快速干涉检查系统，动静结合两相宜
1. 背景
近年来随着数字化仿真逐步纳入产品研制流程，基于数字样机的干涉检查已经成为数字模装试验的重要组成部分，其自带干涉检查功能的易用性及全面性将直接影响到模装虚拟仿真的工作效率和仿真准确率。
目前三维CAD平台自身的干涉检查功能较为零散，没有形成完整的体系，并且人机交互体验差，仿真人员在进行仿真时，不但操作繁琐，而且仿真效率低，要求仿真人员自身有着较高的水平。三维CAD平台自身的干涉检查功能的问题主要有以下几个方面：
1) 无法对干涉检查结果进行二次操作，不能对干涉结果快速归因。
2) 无法自动生成结构化表单，不能对干涉模型进行详细信息提取。
3) 无法自动追溯模型更新以及状态分析，需要手动收取信息并进行分析。
4) 无法快速修改伺服电动机的运动曲线轨迹。
5) 无法自动提取运动仿真过程中的间距极值点、不支持同步显示间距曲线等功能。
基于三维CAD平台自身干涉检查功能的现状，需要设计研发基于三维CAD的快速干涉检查系统，能够快速实施干涉检查并实现干涉检查结果的快速反馈，提前发现设计中不协调问题，减少迭代周期，提高设计及优化效率。
2. 软件价值
华天软件快速干涉检查系统实现了干涉检查结果的二次操作、自动生成结构化表单和自动追溯模型更新等功能，旨在提前发现设计过程中零部件间存在的静态、动态干涉等问题，减少迭代周期，提高设计及优化效率。
静态干涉检查模块能够实现静态干涉的定时检查、检查结果的记录和个性化显示等功能。检查结果的显示界面支持查找、测量、截面、主表示、定位放大/缩小显示等功能，提高了对干涉结果判断及归因的效率，同时静态干涉检查模块支持根据干涉检查结果自动生成结构化表单的功能。
动态干涉检查模块，采用插值拟合曲线的方式实现了干涉检查运动方程的快速定义，支持检查结果回放的多间距曲线同步显示、时间历程曲线与动画同步显示、极值信息的提取和高亮显示等。
3. 软件功能
快速干涉检查系统研制内容主要包括静态干涉检查结果快速反馈模块和动态干涉检查模块。各个模块的内容如下：
（1）静态干涉检查模块根据功能不同拟设计为六个子模块：定时检查模块、基于PDM的更新检查模块、静态干涉检查及进度预估模块、检查结果显示模块、检查结果功能模块和结构化表单输出模块。各个功能模块所处的检查阶段并不完全相同，各个功能模块所处的干涉检查阶段如图所示：
静态干涉检查功能
定时检查模块。用户可以根据需要设置静态干涉检查的执行时间，系统将在指定时间自动进行静态干涉检查操作。
基于PDM的更新检查模块。基于PDM的更新检查模块会根据设置自动遍历已经检查过的模型，并将在PDM上更新的模型显示在更新检查界面上，用户可以根据需要对更新的模型执行静态干涉检查或设置定时干涉检查。
静态干涉检查及进度预估模块。静态干涉检查及进度预估模块能够自动计算已经检查的零件占整个干涉组件时间的比值，并能够对静态干涉检查进度进行预估提示。
检查结果显示模块。干涉检查结果显示模块主要用于展示静态干涉检查结果，用户可以根据需要对干涉检查结果进行组合查找、筛选等操作。
检查结果功能模块。干涉检查结果的功能模块主要实现了测量、截面、主表示和定位放大/缩小等功能，通过该模块用户能够更加方便的查看相关干涉信息。
结构化表单输出模块。干涉检查结构化表单模块能够将干涉检查结果以表单的形式保存到EXCEL中，其中包括干涉模型编号、干涉体积和干涉截图等信息，通过该表单工程师能够更全面的了解模型干涉情况，快速归因干涉问题。
（2）动态干涉检查模块主要包含前处理和后处理两大功能模块。前处理模块主要包含插值曲线拟合功能和轨迹确定功能。后处理模块主要有多间距曲线同步显示功能、反向测量功能、极值点时间节点自动提取功能和表单输出功能。
动态干涉检查流程图如下所示：
动态干涉检查系统流程图
动态干涉检查主要功能模块如下：
运动轨迹设置模块。用户可以根据所需要的机构运动轨迹，绘制草绘轨迹，使其运动方向沿着草绘的轨迹运行。
运动方程优化模块。由于其发动机摆动部位会按照矩形脉冲的速度运行，通常在矩形脉冲的速度突变处，会产生剧烈震动，不利于仿真分析结果。为了消除这一现象，需要对该矩形波进行拟合处理从而优化运动方程，使速度突变处变化尽量平滑、缓和，这需要在原来矩形波的基础上，在其速度突变处进行一定数量的插值，然后将其按照一定方式（线性或者样条）拟合为运动方程。
多间距曲线同步显示模块。为了提高效率并对各个参照间的干涉状况对比，实现多间距曲线同步显示功能。
反向测量模块。由于在三维CAD平台自带的运动仿真过程中，将模型进行接触的距离统一定义为0mm，无法识别模型零件之间的干涉深度，不利于模型的反馈修正，所以需要进行反向测量，以便得出精确干涉结果。
极值点时间节点自动提取模块。通常在检测距离最近或者最远的点往往是其距离变化曲线的极值点，在极值点的时间节点坐标数值无法自动提取，需要在其变化曲线上自动展示其极值点的坐标。
表单输出模块。检测完成后，检查信息结果按照一定的形式输出到EXCEL表格中。
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