随着计算机及信息技术的发展,CAD、CAE、CAM技术将零件设计、分析、制造过程中的数据信息归并到一个系统中。同时随着并行工程、计算机集成技术的发展,单个零件设计、生产、管理也已经具有相当的集成化、自动化水平。然而由于装配过程严重依赖于专家经验,所以装配设计的数字化相对落后。零件设计、制造、管理的现代化与装配设计的半自动化之间的矛盾严重制约产品的市场响应时间和成本。在此背景下,本论文利用虚拟现实技术,开发一款全交互式的3D虚拟装配系统,并对系统实现过程中的若干问题进行探讨和研究。通过对虚拟装配系统的功能需求和非功能性需求的捕捉,论文建立系统的基本框架,明确了系统各模块之间的静态关系和动态关系。虚拟装配环境中的模型不同于CAD系统中的模型,前者侧重于约束信息的动态管理以及装配过程信息。本论文采用面向对象的思想将装配体模型向有向图模型进行映射,用有向图中的顶点描述装配中的零件,有向边描述装配约束关系,并在此基础上对零件信息进行建模。论文采用分而治之的方法,将装配序列规划问题分解成各个子装配体的序列规划的问题,同时结合装配成本和装配经验对规划过程进行优化,并对子装配体提取技术进行了深入的研究。为提高虚拟环境中交互操作的真实性,论文重点分析了主流碰撞检测算法在虚拟装配中的应用,并以弹性辅助支撑为例,提出了解决场景中碰撞检测的框架方案。同时对装配路径回放功能提出了基于关键点采样,以及线性插值的解决方案。最后,论文介绍了以OSG作为开发平台对系统进行软件实现的过程,并以弹性辅助支撑作为测试样例验证系统设计的科学性与通用性。