航天大型薄壁结构装配制造尺寸精度预测与控制方法

发布时间：2024-03-17 01:12

　　大型薄壁结构的弱刚性导致其在制造过程中变形是影响尺寸精度的主要因素,如何对加工和装配过程零组件的偏差场进行精确预测与控制是提升制造质量、改进工艺参数的关键。本文针对大型薄壁结构制造与装配过程偏差场特性进行研究,提出适用于航天大型薄壁产品装配过程偏差场预测与控制方法。以基本变形模式的线性组合构建大型薄壁结构空间偏差场,考虑大型薄壁结构装配过程内应力的协调变形,以零件与装配体之间基本变形模式的映射关系建立大型薄壁结构装配过程偏差场预测模型。基于零件基本变形模式对装配体偏差的贡献量化值进行薄壁结构装配过程偏差溯源,提出两步寻优方法求解零件特定基本变形模式的最优控制点集,以最优控制点集的偏差调整实现大型薄壁结构装配过程的偏差控制,为航天大型薄壁结构装配过程的尺寸精度预测与控制提供理论基础与技术指导。

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【部分图文】：

图1大型薄壁结构偏差场分析方法

由于大型薄壁结构零组件偏差均与变形相关，本文采用将零件偏差场分解成基本变形模式的方法，提出一种适用于航天大型薄壁结构装配过程偏差场分析的新方法，具体过程如图1所示。由于零件与装配体的偏差与变形相关，将零件和装配体偏差分解成一系列基本变形模式的线性组合，基本变形模式的权重因子反映其....

图2零件偏差的基本变形模式分解

将无偏差标准构件进行网格划分，得到结构的整体偏差场可以写为所有节点（n个）的偏差组成的向量V=[V1,V2，?，Vn]T，其中Vk=(Vkx,Vky,Vkz)表示第k个节点3个坐标方向上的偏差。假设构件的整体偏差场可以直接测量，将构件偏差V投影到基本变形模式φ上，如图2所示。每个....

图3关键测点的偏差

实际测量时，由于构件尺寸大，向量V中所有节点的偏差值难以全部测量，利用三坐标测量仪测量少部分测点的偏差，组成偏差向量Vlocal，如图3所示。由于零件的每个基本变形模式中的偏差向量与零件的节点偏差存在一一对应关系，提取零件变形模式中关键测点位置的偏差向量构成φlocal，记为

图4薄壁结构装配协调变形

取D=(Kasφas)-1=[D1D2]，代入式（10）得到装配前后基于偏差因子和基本变形模式的偏差传递模型为根据装配偏差传递模型，首先对零件关键测点的偏差进行测量，计算得到两零件的偏差因子λ1lal和λ2lal，然后可以求得λas。由结合装配体的变形模式φas，得到装配后结构....

本文编号：3930288