考慮零件形狀和材料參數(shù)誤差的柔性件裝配偏差計算.pdf

1、飛機(jī)結(jié)構(gòu)中包含大量的弱剛性柔性件，柔性件在裝配過程中的受力變形是影響飛機(jī)尺寸質(zhì)量的重要因素。從偏差來源的來看，在零件成形過程后的形狀誤差是裝配偏差的主要來源之一。由于受零件表面連續(xù)性的影響，零件的形狀誤差不是獨(dú)立隨機(jī)變化的，具有一定的相關(guān)性和規(guī)律性。同時，零件的材料參數(shù)影響著裝配中閉合幾何形狀誤差的裝配力以及裝配后的回彈量，因此裝配偏差同時耦合了零件形狀和材料參數(shù)誤差的作用，建模分析的難度極大。目前，相關(guān)的研究主要考慮幾何誤差對柔性件裝

2、配偏差的影響，而忽略零件材料參數(shù)誤差對裝配偏差的作用，以簡化分析難度。本文在國家自然科學(xué)基金(51275236)的資助下，從飛機(jī)柔性件裝配的分段線彈性力學(xué)模型著手，研究了零件形狀和材料參數(shù)誤差對柔性件裝配偏差的作用機(jī)理，進(jìn)而建立了耦合幾何與材料參數(shù)誤差的柔性零件裝配偏差計算模型。
　　主要的研究內(nèi)容和研究成果如下：
　　建立了三維層面上柔性零件表面形狀誤差的幾何協(xié)方差模型。在頻域尺度上將柔性零件表面分為翹曲和波動兩種主要形式

3、，然后分別運(yùn)用勒讓德多項(xiàng)式函數(shù)和正弦多項(xiàng)式函數(shù)擬合翹曲和波動偏差數(shù)據(jù)，給出了基于混合多項(xiàng)式的柔性件幾何形狀誤差表達(dá)式，進(jìn)而建立了三維層面上的柔性件表面偏差的幾何協(xié)方差模型，準(zhǔn)確地表達(dá)了柔性零件表面偏差的幾何相關(guān)性和規(guī)律性。
　　建立了柔性件鉚接裝配過程的分段線彈性力學(xué)分析模型。根據(jù)飛機(jī)柔性件鉚接裝配特點(diǎn)，將裝配過程分解為定位、壓緊、連接和釋放4個階段，結(jié)合線彈性、小變形假設(shè)和有限元分析方法，分析各裝配階段柔性件裝夾點(diǎn)、連接點(diǎn)、測量

4、點(diǎn)等關(guān)鍵點(diǎn)的幾何偏差和裝配受力的關(guān)系，建立了柔性零件裝配偏差的分段線彈性力學(xué)分析模型。并通過蒙皮比例樣件的裝配實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該模型的正確性和有效性。
　　提出了耦合幾何與材料參數(shù)誤差的裝配偏差統(tǒng)計計算方法?；谌嵝约b配分段線彈性力學(xué)分析模型，建立了反映零件偏差與裝配偏差關(guān)系的敏感度矩陣模型。結(jié)合攝動理論，對敏感度矩陣進(jìn)行一階泰勒級數(shù)展開，把零件材料的彈性模量和泊松比隨機(jī)誤差融入柔性件的剛度分析中。結(jié)合分段線彈性力學(xué)模型以及統(tǒng)計學(xué)原