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

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1、中圖分類號：TH164論文編號：102870513-S239學(xué)科分類號：082503碩士學(xué)位論文飛機(jī)柔性零件裝配偏差的統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)研究研究生姓名侯東旭學(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一三年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonStatisticalDimensionalDeviation

2、AnalysisforAircraftCompliantPartsAssemblyAThesisinAeronauticandAstronauticManufacturingEngineeringbyHouDongxuAdvisedbyAssociateProf.TanChangbaiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2013在此特別感謝國家自然科學(xué)基金(50905084)、國家自然科學(xué)基金(51275236)以及航

3、空科學(xué)基金(2010ZE52054)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，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(jī)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(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：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要飛機(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

4、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（2010ZE52054）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

5、，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。主要的研究內(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，柔性零件表面各測點(diǎn)的偏差變化并不是獨(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)測量數(shù)據(jù)的對比驗(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

6、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)用柔性件裝配偏差分

7、段線性力學(xué)模型和統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論，建立了柔性零件裝配偏差的統(tǒng)計(jì)分析模型。將統(tǒng)計(jì)分析模型運(yùn)用于某型飛機(jī)平尾固定前緣蒙皮和肋板的裝配實(shí)例，通過Vis/VSA軟件的蒙特卡洛裝配仿真分析對比，驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)分析模型的有效性和適用性。關(guān)鍵詞：飛機(jī)制造，柔性零件裝配，裝配偏差分析，彈性變形，幾何協(xié)方差模型，統(tǒng)計(jì)分析I飛機(jī)柔性零件裝配偏差的統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)研究ABSTRACTTheaircraftstructurecontainsalargenumberofweaklyrigidsheetmetalparts,aswellasflexiblecompositecomponent

8、sandtheassemblyofaircraftflexiblepartsneedthehelpofass