汽车车门是车身设计过程中比较复杂且关键的部分,车门零部件因涉及零件冲压、焊接等工序,对工艺技术要求较为严格。虚拟装配是虚拟制造研究领域的重要研究分支,也是虚拟现实技术和数字化设计制造技术相结合的产物,利用计算机三维仿真技术来实现产品的设计和装配。将虚拟装配技术应用到车门的设计与制造过程中,有助于在设计阶段就能够解决车门后续装配中可能存在的问题。保证了车门可装配性,并提高装配效率、减少装配时间、降低装配成本。本文基于OSG开源虚拟现实引擎,在研究并建立结合车门特点的多层次关联树模型和产品结构有向图模型的基础上,开发装配模型的实时碰撞检测算法和装配序列规划算法,利用Visual C++语言开发了一个汽车车门虚拟装配系统。本文的主要研究内容如下:首先,将图像渲染引擎OSG和3dmax相结合,开发了实用的车门附件运动仿真模块,将OSG的基于目标漫游技术和3dmax的动画制作技术相结合,门锁、限位器和铰链通过3dmax制作运动仿真动画,以中间格式文件转入到车门虚拟装配系统实现运动仿真,以校核车门附件的功能和运动干涉。其次,通过对装配建模方法优缺点的分析,将多层次关联树模型和产品结构有向图模型相结合,建立了符合车门结构特点的装配建模方法,并编程实现多层次关联树模型和结构有向图模型,分别详细地描述产品的从属信息和装配层级关系。再次,编程实现了虚拟装配系统中模型的运动实时碰撞检测算法。将刚体动力学引擎ODE(Open Dynamics Engine)和开源虚拟现实引擎OSG(Open Scene Graph)相结合,利用ODE的碰撞检测算法,编程实现了虚拟装配系统中模型的运动实时碰撞检测方法。使用去掉子节点方式,优化算法,降低内存占用量,提高碰撞检测的速度。最后,建立了车门装配序列规划方法。建立多层次关联树遍历搜索分层算法,使用遍历加循环的方式获得每一个零件的特征,完成装配体模型多层次分级的规划。采用人机交互式拆卸法求解车门的装配序列。同时提出一种基于拆卸序列的爆炸图生成算法,通过利用零件包围盒准确计算零件的爆炸位移,编程实现产品爆炸图展示。