本文针对异型热结构部件防热套和金属壳体在装配过程中,需要保证无接触、无碰撞、装配间隙均匀的要求,研究开发热结构部件数字化虚拟装配系统,对研究过程中所涉及的形貌特征数据采集技术、采集数据处理技术、模型重构技术、虚拟装配仿真技术以及干涉检验技术等关键技术进行重点研究,开发相应虚拟装配模块,实现虚拟装配系统的集成,并通过试验件进行系统验证,完成异型热结构部件零件形貌数据采集、采集数据处理、模型重构、虚拟装配仿真和间隙及干涉分析等功能,为保证实际装配的安全性提供技术支持,论文研究具有重要的理论意义和实际应用价值。论文主要研究内容如下：(1)对异型热结构部件虚拟装配系统总体开发方案进行研究。对防热套和金属壳体的装配形式和装配要求进行分析研究,制定其装配工艺流程,确定系统主要功能模块,并综合系统信息管理方面的需求,对系统总体框架进行规划；确定基于CATIA二次开发进行系统开发的方式,并结合开发成本、难易程度和系统功能需求确定系统的开发环境；基于CATIA二次开发,研究利用VB.NET进行系统开发的基本方法,并完成系统主要界面设计。(2)对热结构部件形貌特征数据采集和处理方法及模块开发进行研究。根据防热套和金属壳体形状尺寸的特点和测量精度要求,确定数据采集方法、测量校准方法,制定防热套和金属壳体形貌测量方案：针对测量数据的分块测量点云拼合、噪声点去除、切片处理、切片数据细化处理、切片数据特征点提取和切片数据稀疏处理等关键技术进行研究,提出相应的处理算法,并以试验件采集数据的处理效果对算法进行验证；根据模型重构中数据读取方式确定切片数据存储格式;基于数据处理中大量数值计算和实时图形显示的要求,对数据处理模块开发方式进行研究。(3)对模型重构方法及模块开发进行研究。研究数据读取方法,并利用VB.NET编程实现数据读取功能；制定基于切片数据的重构模型流程,在此基础上对曲线、曲面重构算法进行研究；对CATIA中混合元素建模方法和基本流程进行深入研究,确定模型重构方法,完成模型重构模块的开发,并利用试验件的重构效果对该模块进行验证;结合后续虚拟装配仿真的需求,研究装配基准元素的创建方法和模型信息管理方法。(4)对虚拟装配仿真方法及模块开发进行研究。针对防热套和金属壳体准确装配到位和装配过程仿真的要求,提出基于坐标变换的装配方法,定义模型位姿在虚拟装配环境中的表达形式,提出模型位姿调整量计算方法和位姿调整算法；研究分析CATIA装配环境产品文档结构和内容,在此基础上确定虚拟装配仿真模块开发方法,制定虚拟装配仿真操作流程,对模型载入方法、位姿调整方法和流程进行研究,完成虚拟装配仿真模块的开发,并通过防热套和金属壳体试验件的虚拟装配仿真效果对该模块进行验证。(5)对虚拟装配间隙及干涉分析方法和模块开发进行研究。针对防热套和金属壳体进行间隙及干涉分析的具体要求,提出基于对CATIA的DMU空间分析模块、DMU导航模块及其他模块进行二次开发实现间隙及干涉分析的方法,并制定模块具体开发方案,确定分析算法和开发流程,完成虚拟装配间隙及干涉分析模块的开发,并通过试验件实例运行效果对该模块进行验证。