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1、中圖分類號：TP391論文編號：102870515-S218學(xué)科分類號：082503碩士學(xué)位論文飛機壁板類柔性部件的裝配偏差分析與預(yù)測研究生姓名孫輝鵬學(xué)科、專業(yè)航空宇航制造工程研究方向CAD/CAM指導(dǎo)教師譚昌柏副教授南京航空航天大學(xué)研究生院機電學(xué)院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringAssemblyVariationAnalysisandPredictionofFlexiblePartsofAero
2、nauticalPanelsAThesisinManufacturingEngineeringofAeronauticsandAstronauticsbySunHuipengAdvisedbyAssociateProf.TanChangbaiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015在此特別感謝國家自然科學(xué)基金(51275236)資助。承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外
3、，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：摘要飛機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件種類及數(shù)量眾多，包含大量由鈑金件構(gòu)成的柔性薄壁類結(jié)構(gòu)。為保證氣動外形準確度，這類柔性件在制造裝配過程中需要使用大量專用裝配型架等工藝裝備。由于零件制造誤差、裝配夾具定位偏差等的存在，柔性件在裝配過程中受復(fù)雜的裝配力作用，不可避免的產(chǎn)生裝配變形和偏差，嚴重影響飛機的
4、制造質(zhì)量及產(chǎn)品性能。針對已有的研究對飛機裝配工藝的適應(yīng)性不強，本文以飛機壁板件這類典型薄壁類結(jié)構(gòu)為研究對象，深入剖析其裝配夾具定位偏差和裝配偏差的形成機理，建立夾具定位偏差和裝配偏差的分析模型，主要研究內(nèi)容及成果如下：梳理了飛機壁板件的典型結(jié)構(gòu)及其裝配工藝。介紹了裝配偏差分析方法，包括裝配偏差分析模型以及求解方法，對剛體假設(shè)、柔性假設(shè)下的裝配偏差模型的適用范圍及其建模方法作了總結(jié)，同時對模型的求解方法進行了分類討論，對每類方法的優(yōu)缺點進行了說明。在此基礎(chǔ)上，提出了飛機壁板件裝配偏差分析的技術(shù)路線。提出了基于受力狀態(tài)分析的卡板工作型面定位偏差模型及其統(tǒng)計分析方法。在對卡板安裝定位特點分析
5、的基礎(chǔ)上，考慮了卡板裝配中的受力狀態(tài)，基于確定性定位方法提出了由卡板安裝定位偏差導(dǎo)致的卡板工作型面定位偏差關(guān)系模型。針對該偏差模型的非線性程度較高，為提高偏差統(tǒng)計參數(shù)的求解效率，提出了基于增強維度減少法的裝配偏差統(tǒng)計分析方法。最后，進行了卡板裝配偏差實驗，對比了基于增強維度減少法的偏差統(tǒng)計分析方法、基于3DCS軟件的裝配仿真、基于定位偏差模型的直接蒙特卡洛仿真，結(jié)果表明本文的方法與后兩者具有很好的吻合性，且大大提高了計算效率。提出了壁板裝配的并聯(lián)裝配偏差模型，進而建立了飛機壁板件的裝配偏差傳遞模型。針對飛機壁板件組成零件的定位方法、裝配過程特點，提出了柔性件并聯(lián)裝配模型，在小變形、線彈
6、性假設(shè)的基礎(chǔ)上進行力學(xué)分析，建立了并聯(lián)裝配偏差模型。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)壁板件的裝配工藝特點建立了壁板件裝配偏差傳遞模型，依照壁板件裝配順序依次進行分析，最終得到壁板件的裝配偏差。最后，針對兩個裝配案例，分別運用本文方法和基于ABAQUS的裝配仿真進行了裝配偏差的求解，結(jié)果表明所提出的裝配偏差模型的有效性，為壁板件裝配偏差分析及預(yù)測提供了理論和技術(shù)手段，以及為進一步的公差分析奠定了相應(yīng)理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：飛機壁板件，裝配偏差分析，卡板定位偏差，增強維度減少法，并聯(lián)裝配偏差模型，有限元分析IABSTRACTThestructureofaircraftiscomplex,whichcontain
7、svarioustypesandnumerouspartsandalargenumberofcompliantthin-walledstructurescomposedofsheetmetalparts.Inordertoensuretheaerodynamicshapeaccuracyofaircraft,thesekindcompliantpartsneedalotofspecialassemblyfixturesandotherproce
