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1. 研究目的与意义

在机械产品的设计过程中，传统的设计与制造流程，首先是概念设计、方案论证和产品的详细设计，然后制造样机进行试验。当通过试验发现缺陷时，就要返回修改设计并再进行样机验证。只有通过反复的设计一试验一设计过程，产品才能达到要求的性能。在目前竞争激烈的市场背景下，基于物理样机的设计过程严重地制约了产品质量的提高、成本的降低和对市场的占有。虚拟样机技术将产品研制工作中的方案选择、技术设计、部件装配、结构分析和性能优化放在计算机虚拟环境下进行。充分利用先进的计算机辅助设计技术，提高产品的性能，缩短产品的设计周期。应用该技术可以在产品设计阶段预测产品质量，使产品在投入生产之前进行优化，以提高产品质量，从而缩短产品开发周期，进而降低开发成本，提高市场竞争力。

焊接生产线中，焊装夹具是保证焊接质量的关键，在有限的空间内，夹具的相对运动状态，以及各种辅助设备的空间分配都对夹具的设计提出了高要求。因此，在计算机环境下进行焊装夹具的虚拟样机设计，可以帮助设计人员在设计初期就完成产品结构的验证。

2. 国内外研究现状分析

国内：目前, 虚拟样机技术已在我国得到了应用与推广, 主要在汽车、航天航空、武器制造、机械工程等等。但是从目前我国的情况来看, 虚拟样机技术主要在汽车制造业和武器装备制造业中应用较为广泛, 但是也只停留在初步应用阶段。在其他的行业应用较少, 主要是在专业研究机构和高校研究机构中应用。可见我国对于虚拟样机技术的应用领域和技术水平还很低, 但是却有很大的提升空间。

国外：虚拟样机技术在一些较发达国家, 如美国、德国、日本等已得到广泛的应用, 应用领域从汽车制造业、工程机械、航空航天业、造船业、机械电子工业、国防工业、通用机械到人机工程学、生物力学、医学以及工程咨询等很多方面。所涉及的产品从庞大的卡车到照相机的快门, 上天的火箭到轮船的锚链。在各个领域里, 针对各种产品, 虚拟样机技术都为用户节约了开支、时间并提供了满意的设计方案。

3. 研究的基本内容与计划

主要任务：根据设计参数，利用计算机辅助设计软件完成焊装夹具的虚拟样机设计。通过学习了解焊装的结构设计要求；学习并掌握计算机辅助设计软件，在计算机辅助软件中完成虚拟样机的设计。

时间安排：

第1-3周： 调研、查阅文献；完成开题报告；

4. 研究创新点

虚拟样机技术是一种基于虚拟样机的数字化设计方法，是各领域cax/dfx技术的发展和延伸。

虚拟样机技术进一步融合了先进建模/仿真技术，现代信息技术，先进设计制造技术和现代管理技术，将这些技术应用于复杂产品全生命周期和全系统的设计，并对他们进行综合管理。

与传统产品设计技术相比，虚拟样机技术强调系统的观点，涉及产品全生命周期，支持对产品的全方位测试，分析与评估，强调不同领域的虚拟化的协同设计。