飛機(jī)柔性零件裝配偏差的統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)研究.pdf

1、飛機(jī)結(jié)構(gòu)中包含大量易變形的鈑金零件和非金屬薄殼零件，為了減少裝配變形，飛機(jī)柔性零件的裝配中需要使用裝配型架等工藝裝備。由于柔性零件自身的形狀誤差、定位偏差、裝配型架等工藝裝備的定位、安裝偏差，柔性零件在裝配過程中不可避免地存在某種程度的變形，嚴(yán)重影響飛機(jī)的制造尺寸質(zhì)量。目前，柔性零件裝配偏差的研究主要集中于汽車鈑金件的焊接工藝，未針對(duì)飛機(jī)裝配進(jìn)行專門的研究。本文在國家自然科學(xué)基金（50905084,51275236）和航空科學(xué)基金（20

2、10ZE52054）的資助下，根據(jù)飛機(jī)柔性零件裝配的特點(diǎn)，研究了柔性零件表面形狀連續(xù)性表達(dá)和幾何協(xié)方差建模方法，研究飛機(jī)外（內(nèi)）形采用典型的裝配型架卡板定位的偏差統(tǒng)計(jì)分析模型，在小變形、線彈性假設(shè)下研究裝配力與裝配變形的分段線性力學(xué)模型，結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論建立了飛機(jī)柔性零件裝配偏差的統(tǒng)計(jì)分析模型。主要的研究?jī)?nèi)容和研究成果如下：
　　建立了柔性零件表面形狀幾何連續(xù)性表達(dá)和幾何協(xié)方差模型。受材料變形幾何連續(xù)性的作用，柔性零件表面各測(cè)點(diǎn)的

3、偏差變化并不是獨(dú)立的，具有相關(guān)性。運(yùn)用勒讓德多項(xiàng)式和正弦多項(xiàng)式分別刻畫翹曲偏差和波動(dòng)偏差的變化曲線，實(shí)現(xiàn)了表面形狀的混合多項(xiàng)式表達(dá)。進(jìn)而結(jié)合測(cè)點(diǎn)偏差的方差，建立表面偏差的幾何協(xié)方差模型。通過與實(shí)驗(yàn)件表面偏差三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證幾何協(xié)方差模型的有效性。
　　提出了飛機(jī)裝配型架卡板定位偏差的統(tǒng)計(jì)分析方法。建立了卡板接頭的孔-銷-孔（槽）配合公差與工作型面法向定位偏差的幾何模型，運(yùn)用確定性定位分析的線性算法建立了接頭公差與工作型面接

4、觸點(diǎn)法向偏差之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系式，并采用Vis/VSA軟件仿真驗(yàn)證了卡板定位偏差統(tǒng)計(jì)分析方法的正確性。
　　建立了飛機(jī)柔性零件裝配偏差的分段線性力學(xué)分析模型。根據(jù)鉚接中的裝配力的作用特點(diǎn)，將裝配過程中零件變形分為多個(gè)階段，基于小變形、線彈性的假設(shè)，建立裝配力與裝配變形之間的分段線性關(guān)系模型。設(shè)計(jì)了柔性件裝配偏差實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用鋁合金薄板的裝配偏差實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述分段線性力學(xué)模型的有效性。
　　提出了柔性零件裝配偏差的統(tǒng)計(jì)分析方法。運(yùn)用柔