考慮零件形狀和材料參數(shù)誤差的柔性件裝配偏差計算.pdf

1、飛機結構中包含大量的弱剛性柔性件，柔性件在裝配過程中的受力變形是影響飛機尺寸質量的重要因素。從偏差來源的來看，在零件成形過程后的形狀誤差是裝配偏差的主要來源之一。由于受零件表面連續(xù)性的影響，零件的形狀誤差不是獨立隨機變化的，具有一定的相關性和規(guī)律性。同時，零件的材料參數(shù)影響著裝配中閉合幾何形狀誤差的裝配力以及裝配后的回彈量，因此裝配偏差同時耦合了零件形狀和材料參數(shù)誤差的作用，建模分析的難度極大。目前，相關的研究主要考慮幾何誤差對柔性件裝

2、配偏差的影響，而忽略零件材料參數(shù)誤差對裝配偏差的作用，以簡化分析難度。本文在國家自然科學基金(51275236)的資助下，從飛機柔性件裝配的分段線彈性力學模型著手，研究了零件形狀和材料參數(shù)誤差對柔性件裝配偏差的作用機理，進而建立了耦合幾何與材料參數(shù)誤差的柔性零件裝配偏差計算模型。
　　主要的研究內容和研究成果如下：
　　建立了三維層面上柔性零件表面形狀誤差的幾何協(xié)方差模型。在頻域尺度上將柔性零件表面分為翹曲和波動兩種主要形式

3、，然后分別運用勒讓德多項式函數(shù)和正弦多項式函數(shù)擬合翹曲和波動偏差數(shù)據(jù)，給出了基于混合多項式的柔性件幾何形狀誤差表達式，進而建立了三維層面上的柔性件表面偏差的幾何協(xié)方差模型，準確地表達了柔性零件表面偏差的幾何相關性和規(guī)律性。
　　建立了柔性件鉚接裝配過程的分段線彈性力學分析模型。根據(jù)飛機柔性件鉚接裝配特點，將裝配過程分解為定位、壓緊、連接和釋放4個階段，結合線彈性、小變形假設和有限元分析方法，分析各裝配階段柔性件裝夾點、連接點、測量

4、點等關鍵點的幾何偏差和裝配受力的關系，建立了柔性零件裝配偏差的分段線彈性力學分析模型。并通過蒙皮比例樣件的裝配實驗，驗證了該模型的正確性和有效性。
　　提出了耦合幾何與材料參數(shù)誤差的裝配偏差統(tǒng)計計算方法?；谌嵝约b配分段線彈性力學分析模型，建立了反映零件偏差與裝配偏差關系的敏感度矩陣模型。結合攝動理論，對敏感度矩陣進行一階泰勒級數(shù)展開，把零件材料的彈性模量和泊松比隨機誤差融入柔性件的剛度分析中。結合分段線彈性力學模型以及統(tǒng)計學原