隨著世界汽車制造業市場的競爭加劇，如何提高汽車產品質量，加快產品設計的研發及縮短制造周期一直是汽車制造業面臨的一個問題。當今計算機技術在汽車設計和制造中發揮著重要的作用，多種設計軟件如AutoCAD、UG、CATIA等在汽車設計的各方面得到了廣泛的應用。計算機技術的飛速發展為汽車的制造裝配集成化和智能化發展創造了條件，特別是虛擬現實技術的應用將汽車制造工藝過程可視化變為了可能。這種基于虛擬現實技術的汽車設計與制造是將計算機數字信息技術應用于汽車研發中，它為汽車研發過程實現了2個層次的飛躍：一是在設計階段就能虛擬實現產品的裝配過程;二是能預先對可視化仿真的制造過程做出分析評價。

　　一、虛擬裝配的設計思想

　　所謂的虛擬裝配技術就是無需產品或制造過程的物理實現，只需通過分析、模型檢驗、可視化和數據管理等手段，利用計算機工具來輔助與裝配有關的工程決策技術。虛擬裝配技術是虛擬現實技術在產品設計中的應用，是一種將CAD技術、可視化技術、仿真技術、產品數據管理(PDW，即Product Data Management)及裝配和制造過程研究等多種技術加以綜合運用的技術。

　　虛擬裝配技術根據裝配過程的側重點不同，可分為以下三類：

　　1.以設計為中心的虛擬裝配。即將數字化工程應用于新產品研發，結合產品研發的具體情況，突出以設計為核心的指導思想。其主要分類有：面向裝配的設計，自頂向下的并行設計，以及與主模型相關的可制造性和裝配性設計等。

　　2.以控制過程為中心的虛擬裝配。即對產品總體設計進程和過程進行控制管理，實現虛擬裝配流程控制。

　　3.以仿真分析為中心的虛擬裝配。即在產品虛擬裝配設計中進行仿真分析，用來評估主模型的裝配性，它包括裝配過程的優化和可裝配性的評價兩個方面。

　　二、虛擬裝配技術在汽車液力變矩器設計中的應用

　　液力變矩器作為現代無極變速汽車重要的傳動部件之一，其設計的優劣直接影響到整個汽車的性能。將虛擬裝配技術應用于汽車液力變矩器的設計，可以在很大程度上縮短產品研發周期、降低成本并提高產品質量，實現了產品數據的統一管理。

　　1.液力變矩器進行虛擬裝配的思想

　　對于汽車液力變矩器而言，其零部件的裝配是虛擬設計技術的關鍵所在，必須針對液力變矩器的結構和設計特點進行虛擬裝配。

　　2.液力變矩器實現虛擬裝配的五個關鍵環節

　　1)建立液力變矩器主模型

　　虛擬裝配技術在應用于汽車液力變矩器的研發過程中，主模型必須保證液力變矩器各個零部件數據的完整性，實現液力變矩器在CAD/CAE/CAM系統中的高度集成。根據液力變矩器的設計要求和總體參數，借助CAD設計軟件UG NX建立液力變矩器各個組件的三維實體模型。

　　2)液力變矩器虛擬裝配區域分層和劃分裝配層次

　　在建立好的液力變矩器各個組件的三維實體模型基礎上，按照設計要求分出幾個裝配區域，然后再進一步劃分裝配層次。

　　3)裝配數據管理

　　由于汽車液力變矩器各項設計的復雜性，所以各項設計數據的流動和對數據的有效管理是實現虛擬裝配的重要環節。為了便于設計數據的管理，所有的信息都應存儲在統一的數據庫中，并由信息管理系統進行統一的產品數據管理，保證順利實現整個汽車液力變矩器自頂向下的設計。

　　4)建立虛擬裝配約束

　　進行液力變矩器模型虛擬裝配前應該先將其功能和設計意圖轉化為設計約束，并進行數據管理，確保設計模型具有設計者所定義的約束關系，如平行、垂直、共軸和共面等，使液力變矩器約束模型能夠管理所有的組件的形狀特征和裝配特征，以及它們之間的約束關系。若其中某個特征發生改變，虛擬模型能夠根據設計約束關系發生相應的特征變化，從而保證整個數據流程的一致性。在三維設計軟件中，UG NX提供強大的設計約束與編輯功能，圖1為液力變矩器零部件裝配圖及裝配爆破圖。基本零部件是泵輪、導輪、渦輪和單向離合器等，全部幾何尺寸來自二維設計數據，通過裝配約束進行液力變矩器虛擬裝配，裝配出復雜的液力變矩器。

　　5)裝配運動仿真和干涉分析

　　虛擬裝配運動仿真就是對裝配體中零部件的空間位置，按其裝配路徑連續地進行操作，并將此過程以動畫的形式表示出來，以檢測液力變矩器各組件在其運動軌跡上的相互干涉情況。對液力變矩器進行運動學仿真，模擬液力變矩器的實際工作狀態，檢查各運動機構間的協調關系。最后根據零部件的干涉和運動情況，修改原三維設計模型。在保證液力變矩器所有零件的干涉自由和運動協調時，完善液力變矩器所有零件的設計工作。

　　三、結束語

　　面對日趨激烈的市場競爭，虛擬裝配技術作為虛擬化生產的核心技術之一，已在國外汽車制造業得到廣泛的應用。從本文所講述的在汽車液力變矩器虛擬裝配中的應用可以看出，在建立的虛擬裝配環境下，進行液力變矩器的研究與開發，可大大縮短液力變矩器的研發周期，同時還能夠提高質量并降低成本，加快適應市場響應的能力，獲得最優的經濟效益。虛擬裝配技術從實質上改變了傳統設計的思想，在產品設計階段直接檢測各個零部件的裝配關系和干涉情況，實現了產品設計的并行化，并進一步實現了產品的可視化設計和分析評價，從而達到最優設計。虛擬裝配技術在以后的產品研發中將發揮越來越重要的作用。