飛機(jī)壁板件裝配偏差的剛?cè)峤Y(jié)合建模與工藝優(yōu)化方法.pdf

1、飛機(jī)裝配是飛機(jī)制造的主要環(huán)節(jié),其工作量約占整個(gè)飛機(jī)制造勞動(dòng)量的40％-50%,裝配協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的有效控制是大飛機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。飛機(jī)機(jī)身的裝配協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度直接影響到整機(jī)形狀和尺寸匹配性能、飛行安全性和結(jié)構(gòu)疲勞壽命。飛機(jī)壁板件是機(jī)身結(jié)構(gòu)中最基本的典型結(jié)構(gòu),其裝配精度直接影響后續(xù)部件和總裝的裝配質(zhì)量。
　　飛機(jī)壁板的結(jié)構(gòu)及協(xié)調(diào)路線復(fù)雜,外形裝配質(zhì)量難于控制。傳統(tǒng)的尺寸鏈方法主要考慮剛性偏差,精度不高。隨著模擬量傳遞的傳統(tǒng)手段正在被以數(shù)

2、字量傳遞為核心的數(shù)字化技術(shù)所代替,研究面向飛機(jī)壁板組件的裝配偏差建模已成為提高裝配精度需迫切解決的問題。剛性模型解決了零件裝配過程的幾何運(yùn)動(dòng)偏差,適合于分析零件數(shù)量多、偏差源復(fù)雜的剛性零件裝配偏差。但由于飛機(jī)蒙皮的尺寸大,剛性小,在裝配過程中易產(chǎn)生變形,須引入柔性的偏差分析模型。柔性模型考慮了零件的局部變形,適合于分析柔性零件因變形產(chǎn)生的裝配偏差。但純?nèi)嵝阅Ｐ偷那蠼庖?guī)模大,耗時(shí)長、效率低,影響飛機(jī)的開發(fā)試制周期。
　　針對(duì)飛機(jī)壁板

3、外形裝配質(zhì)量難以控制的問題,本文提出將剛性和柔性的分析方法相結(jié)合,構(gòu)建剛?cè)峤Y(jié)合的裝配偏差分析模型,采用確定性定位方法計(jì)算剛性偏差,及有限元模擬計(jì)算蒙皮的柔性變形,實(shí)現(xiàn)對(duì)壁板外形偏差的預(yù)測(cè),并對(duì)容差及其他裝配工藝進(jìn)行了優(yōu)化,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)外形偏差的控制。最后在某國產(chǎn)飛機(jī)壁板試驗(yàn)件的裝配偏差分析中得到驗(yàn)證。
　　本文的主要研究工作如下:
　　(1)飛機(jī)壁板的裝配工藝與偏差分析
　　首先詳細(xì)介紹了壁板的結(jié)構(gòu)及裝配工藝流程;然后介

4、紹了壁板裝配的質(zhì)量控制目標(biāo)及評(píng)價(jià)方法;最后介紹了不同零件的加工工藝及檢測(cè)方法,對(duì)誤差來源進(jìn)行了分析,總結(jié)了目前裝配過程中存在的多偏差源因素。
　　(2)飛機(jī)壁板剛?cè)峤Y(jié)合的裝配偏差建模
　　首先采用確定性定位方法計(jì)算飛機(jī)壁板在“3-2-1”定位方案下的剛性偏差;然后結(jié)合影響系數(shù)法采用有限元模擬計(jì)算蒙皮的柔性變形;最后將二者結(jié)合構(gòu)建剛?cè)峤Y(jié)合的偏差傳遞表達(dá)式,編寫了計(jì)算程序,實(shí)現(xiàn)蒙特卡洛模擬,預(yù)測(cè)了壁板測(cè)點(diǎn)的偏差。
　　(3

5、)飛機(jī)壁板裝配工藝優(yōu)化
　　首先利用剛?cè)峤Y(jié)合的裝配偏差分析模型對(duì)超差尺寸進(jìn)行了敏感度分析,對(duì)角片DA孔容差進(jìn)行了優(yōu)化;然后利用直接有限元法模擬計(jì)算蒙皮定位夾緊狀態(tài)的法向變形,對(duì)蒙皮的裝夾方案進(jìn)行了優(yōu)化;最后利用結(jié)合影響系數(shù)法的有限元模擬,對(duì)長桁DA孔的數(shù)量進(jìn)行了優(yōu)化。
　　(4)飛機(jī)壁板試驗(yàn)件應(yīng)用驗(yàn)證
　　在上述研究基礎(chǔ)上,應(yīng)用于某國產(chǎn)飛機(jī)壁板試驗(yàn)件的裝配偏差分析,驗(yàn)證了本文模型的有效性;通過對(duì)蒙皮裝夾方案的優(yōu)化設(shè)計(jì),