飛機(jī)制造公差穩(wěn)健性設(shè)計與多交點裝配離散公差優(yōu)化技術(shù).pdf

1、公差設(shè)計是飛機(jī)制造工藝規(guī)劃的重要內(nèi)容，合理的公差設(shè)計是實現(xiàn)飛機(jī)互換協(xié)調(diào)的重要保證，直接影響飛機(jī)產(chǎn)品的制造質(zhì)量、裝配成功率和制造成本。傳統(tǒng)公差設(shè)計沒有考慮制造過程中公差等設(shè)計參數(shù)存在變差情況的影響，可能導(dǎo)致成本、裝配性能存在較大波動，甚至裝配功能的喪失。此外，多交點裝配是飛機(jī)制造中廣泛采用的連接形式，由于多交點裝配協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度與交點的結(jié)構(gòu)型式、交點的位置關(guān)系、各交點孔軸的公差配合選用等多種因素相關(guān)，其公差設(shè)計的難度極大。在國家自然科學(xué)基金和

2、航空科學(xué)基金等支持下，對飛機(jī)制造公差穩(wěn)健性設(shè)計，以及飛機(jī)多交點裝配協(xié)調(diào)中的離散公差優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了研究，主要研究工作和研究成果如下：
　　研究飛機(jī)制造公差穩(wěn)健性設(shè)計的方法，考慮了公差設(shè)計變量發(fā)生變異的情況，并且綜合最小靈敏度法和容差模型法建立了公差可行敏感穩(wěn)健設(shè)計模型。針對不同加工方法加工零件時其成本不同的特點，采用了混合公差－成本建模方法?？紤]公差成本函數(shù)、裝配功能函數(shù)靈敏度和成本函數(shù)靈敏度同時最小化的多目標(biāo)優(yōu)化問題，采用寬容分層

3、序列法建立多目標(biāo)優(yōu)化求解模型，最后用格雷碼編碼和二進(jìn)制解碼的遺傳算法求解，并采用罰函數(shù)法處理約束函數(shù)。通過和一般優(yōu)化結(jié)果相比較，得出優(yōu)化結(jié)果具有很好的穩(wěn)健性。
　　基于抽象連桿機(jī)構(gòu)分析了飛機(jī)多交點裝配的典型制造協(xié)調(diào)尺寸鏈誤差模型，得出同軸度和共面度誤差的尺寸鏈方程，通過概率法求解綜合累積誤差半帶寬。建立了飛機(jī)多交點裝配離散公差優(yōu)化模型，該模型同時考慮公差帶寬度和公差帶中點值對裝配功能要求的影響。采用分枝定界法解決這類整數(shù)規(guī)劃問題。