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1、中圖分類號(hào)：TP391論文編號(hào)：102870515-S218學(xué)科分類號(hào)：082503碩士學(xué)位論文飛機(jī)壁板類柔性部件的裝配偏差分析與預(yù)測(cè)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(jī)電學(xué)院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringAssemblyVariationAnalysisandPredictionofFlexiblePartsofAero
2、nauticalPanelsAThesisinManufacturingEngineeringofAeronauticsandAstronauticsbySunHuipengAdvisedbyAssociateProf.TanChangbaiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015在此特別感謝國(guó)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(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)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(guò)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(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)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(kù)進(jìn)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(jī)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(dòng)外形準(zhǔn)確度，這類柔性件在制造裝配過(guò)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(guò)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(yán)重影響飛機(jī)的
4、制造質(zhì)量及產(chǎn)品性能。針對(duì)已有的研究對(duì)飛機(jī)裝配工藝的適應(yīng)性不強(qiáng)，本文以飛機(jī)壁板件這類典型薄壁類結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，深入剖析其裝配夾具定位偏差和裝配偏差的形成機(jī)理，建立夾具定位偏差和裝配偏差的分析模型，主要研究?jī)?nèi)容及成果如下：梳理了飛機(jī)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(duì)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(shí)對(duì)模型的求解方法進(jìn)行了分類討論，對(duì)每類方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了說(shuō)明。在此基礎(chǔ)上，提出了飛機(jī)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(jì)分析方法。在對(duì)卡板安裝定位特點(diǎn)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(duì)該偏差模型的非線性程度較高，為提高偏差統(tǒng)計(jì)參數(shù)的求解效率，提出了基于增強(qiáng)維度減少法的裝配偏差統(tǒng)計(jì)分析方法。最后，進(jìn)行了卡板裝配偏差實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了基于增強(qiáng)維度減少法的偏差統(tǒng)計(jì)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(jì)算效率。提出了壁板裝配的并聯(lián)裝配偏差模型，進(jìn)而建立了飛機(jī)壁板件的裝配偏差傳遞模型。針對(duì)飛機(jī)壁板件組成零件的定位方法、裝配過(guò)程特點(diǎn)，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(jìn)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(diǎn)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(jìn)行分析，最終得到壁板件的裝配偏差。最后，針對(duì)兩個(gè)裝配案例，分別運(yùn)用本文方法和基于ABAQUS的裝配仿真進(jìn)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(cè)提供了理論和技術(shù)手段，以及為進(jìn)一步的公差分析奠定了相應(yīng)理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：飛機(jī)壁板件，裝配偏差分析，卡板定位偏差，增強(qiáng)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
