飞机壁板柔性零件多阶段装配变形累积规律研究

发布时间：2017-07-20 20:14

  本文关键词：飞机壁板柔性零件多阶段装配变形累积规律研究

  更多相关文章： 柔性零件 装配变形 接触力 “N-2-1”定位原理 影响系数法

【摘要】：在飞机壁板柔性零件的装配过程中,由于柔性零件自身的制造误差、定位误差和装配工装的定位、安装误差等因素的影响,柔性零件在装配过程中不可避免地存在某种程度的变形。装配变形严重影响飞机壁板组件的装配精度,进而影响到后续部件和总装的装配质量。壁板组件装配精度的预测一般都要结合具体的装配工艺,传统的飞机壁板组件装配大多依靠装配型架来定位和夹紧,并使用尺寸链方法分析装配偏差。这种方法以刚体假设为基础,忽略了柔性零件尺寸大、刚度小、易变形的特征,从而导致其分析装配偏差的效率低、精度差,往往需要在装配过程中反复调试。随着数字化制造技术的发展,以模拟量传递为主的传统手段正在被以数字量传递为核心的数字化技术所取代。然而考虑柔性工装的飞机壁板组件装配偏差建模方法还没有太多的研究。针对上述情况,本文结合飞机壁板组件在柔性装配工装上装配的工艺过程,对壁板柔性零件的装配变形累积规律进行研究。本文的主要研究工作如下:1.结合本文的研究对象介绍了飞机壁板结构,并对壁板组件在柔性装配工装上的定位夹紧过程进行了分析,把壁板组件在柔性装配工装上装配的工艺过程分为四个阶段。2.提出了考虑接触力影响的柔性零件定位夹紧方法,基于“N-2-1”定位原理,把柔性零件的定位夹紧过程分为确定性定位阶段和过定位夹紧阶段。确定性定位阶段利用确定性定位方法计算零件的位姿变动。过定位夹紧阶段建立接触力的预测模型,结合最小余能原理利用MATLAB程序对接触力进行求解,利用有限元仿真计算考虑接触力的柔性零件过定位夹紧变形。3.基于影响系数法建立了反映装配前后柔性零件关键特性点装配偏差关系的偏差映射模型,详细介绍了敏感度矩阵的计算方法,并通过回弹力和子装配体全局刚度矩阵的求解计算柔性零件铆接回弹之后的接触力。最后,利用多种方法从不同方面对柔性零件装配变形进行评价。4.以蒙皮和长桁的铆接装配为例,对提出的柔性零件多阶段装配变形分析方法进行验证。同时,研究了不同的长桁装配顺序对柔性零件装配变形的影响。
【关键词】：柔性零件 装配变形 接触力 “N-2-1”定位原理 影响系数法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V262.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究工作的背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 柔性零件装配偏差分析方法研究现状11-12
• 1.2.2 飞机壁板柔性零件研究现状12-13
• 1.2.3 接触力的计算方法研究现状13-15
• 1.2.4 柔性装配工装研究现状15-16
• 1.3 论文的研究内容和结构安排16-18
• 第二章 飞机壁板结构及其装配工艺18-27
• 2.1 飞机壁板结构18-20
• 2.2 柔性定位技术20-23
• 2.2.1 多点阵柔性工装系统20-21
• 2.2.2 蒙皮和长桁在柔性工装上的定位夹紧原理21-23
• 2.3 飞机壁板组件装配工艺23-24
• 2.3.1 基本概念23
• 2.3.2 飞机壁板装配的误差源分析23-24
• 2.3.3 装配工艺24
• 2.4 飞机装配准确度24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 基于接触力的壁板柔性零件定位夹紧过程27-44
• 3.1 确定性定位阶段27-29
• 3.1.1 确定性定位方法27-28
• 3.1.2 齐次坐标变换28-29
• 3.2 过定位夹紧阶段接触力模型的建立和求解29-38
• 3.2.1 多步夹紧静力平衡方程的建立30-34
• 3.2.2 接触力模型的建立34-36
• 3.2.3 摩擦锥约束线性化及接触力的求解36-38
• 3.3 过定位夹紧阶段变形分析38-41
• 3.3.1 过定位夹紧阶段有限元分析方法38-39
• 3.3.2 过定位夹紧阶段变形分析流程39-41
• 3.4 定位夹紧完成后蒙皮上关键特性点的法向变形41
• 3.5 全局刚度矩阵的求解41-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 基于接触力的壁板柔性零件装配变形分析及评价44-57
• 4.1 基于影响系数法的蒙皮和长桁铆接回弹分析44-51
• 4.1.1 蒙皮和长桁在铆接点处的间隙值45-46
• 4.1.2 基于影响系数法的偏差映射模型46
• 4.1.3 敏感度矩阵的计算方法及分析实例46-51
• 4.2 蒙皮和长桁铆接回弹阶段定位夹紧点处接触力的求解51-53
• 4.2.1 蒙皮和长桁铆接之后回弹力的计算52
• 4.2.2 蒙皮和长桁铆接之后子装配体刚度矩阵的计算52-53
• 4.2.3 铆接回弹阶段接触力的求解模型53
• 4.3 蒙皮上关键特性点总的装配变形53-54
• 4.4 蒙皮和长桁装配变形评价模型54-55
• 4.5 飞机壁板柔性零件多阶段装配变形分析流程55
• 4.6 本章小结55-57
• 第五章 飞机壁板柔性零件多阶段装配变形分析实例57-75
• 5.1 蒙皮和长桁装配模型描述57-60
• 5.1.1 蒙皮上各关键特性点信息58
• 5.1.2 零件和工装制造误差58-60
• 5.2 蒙皮的定位夹紧过程60-68
• 5.2.1 蒙皮确定性定位阶段60-61
• 5.2.2 接触力的计算和过定位夹紧变形分析61-68
• 5.3 蒙皮和长桁装配变形分析及评价68-73
• 5.4 不考虑接触力的对比分析73-74
• 5.5 本章小结74-75
• 第六章 全文总结与展望75-77
• 6.1 全文总结75-76
• 6.2 进一步工作展望76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-82
• 在攻硕期间取得的研究成果82-83

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本文编号：569795