飞机壁板装配偏差传递与演变及其优化方法

壁板的装配准确度直接影响飞机的气动力特性,在装配过程中受到夹紧力、铆接力、回弹力、装配顺序等影响,壁板将发生不同程度的变形,装配变形与零件偏差、夹具偏差等相互耦合,导致壁板最终的装配准确度难以预测和控制。针对以上问题,本文对壁板装配过程中偏差的传递与演变规律进行研究,构建了壁板装配偏差传递与演变的刚柔混合模型与壁板装配准确度的评价准则;采用确定性分析法计算壁板的刚性定位偏差,并通过建立多步夹紧和不同长桁装配顺序下的偏差状态空间模型,揭示了壁板装配过程中偏差的演变规律,实现了壁板装配偏差的准确预测;提出了基于代理模型和智能优化算法的长桁装配顺序稳健优化设计方法,通过装配顺序优化使壁板的装配质量得到了整体提升。

考虑界面接触的燕尾榫结构局部并联偏差传递建模方法研究

燕尾榫是航空发动机中重要的连接结构,其装配精度直接影响整机的性能和稳定性.然而,叶盘燕尾榫结构服役于高温高压高转速的极端工作环境,其装配界面会发生弹性或塑性接触变形影响几何偏差的传递.为探究燕尾榫界面接触对结构偏差传递的影响机制,首先,本文简要介绍了基于雅克比旋量模型的串联结构偏差传递分析方法.其次,基于奇异积分方程的数值解法实现了非对称平压头接触的界面接触力学分析,构建了界面传递等效旋量.在此基础上,利用最小势能原理将界面接触变形纳入偏差分析中,提出了考虑界面接触的燕尾榫结构局部并联偏差传递建模方法.最后,以燕尾榫结构为例,将提出的方法与传统方法进行对比,验证了提出方法的可行性和准确性,并研究了不同转速和风压下界面接触对燕尾榫偏差传递的影响.研究结果证明了燕尾榫界面接触变形对结构偏差传递的显著影响,并为其他机构的偏差传递分析提供了一种可行方法.

机械装配偏差源及其偏差传递机理分析

产品装配偏差源和偏差传递机理分析,是装配精度预测的前项工作。综合影响装配功能的尺寸和形位精度、装夹定位精度信息,将刚性零件装配的偏差源分为几何位置偏差、几何形状偏差和装配位置偏差三类;进一步建立面向三类偏差源统一表达和评价的多元统计学模型,及其相对装配功能的正负累积性判断方法。基于偏差源统一表达,分析偏差在零件间、零件内两特征间的偏差传递和相互作用,提出偏差传递的三种偏差流;根据装配过程中是否存在装配间隙,将偏差流分为连续流和断续流两种。基于偏差有向图,对三种偏差流和配合偏差流进行表达;并建立面向整个产品偏差传递及装配功能表达的装配偏差有向图模型。结合某航天器装配为例,验证偏差源表达和偏差传递模型的有效性。

机械装配过程的偏差传递建模理论

研究机械装配偏差传递和累积的规律,建立装配过程状态空间模型。以零件特征面为基本元素,集成三维空间中的位置和质量特征信息,建立面向质量分析的零件模型和零件偏差模型。从偏差传递的角度,把零件装配过程分为两个步骤,提出零件基准偏差和配合基准偏差概念,在建立这两类偏差模型以及单个零件装配模型的基础上,建立整机装配过程的状态空间模型。实例证实该模型在装配质量预测和装配过程偏差分析上的有效性,为基于偏差流的应用研究奠定理论基础。

基于偏差传递的二维多工位装配夹具系统公差可行稳健设计

提出一种基于偏差传递的二维多工位装配夹具系统公差可行稳健设计方法。分析二维多工位装配尺寸偏差传递关系,建立由定位销和零件定位孔(槽)公差引起夹具定位偏差的偏差流状态空间模型。采用数论网格方法对定位销和零件定位孔(槽)公差进行采样,将得到的公差样本代入夹具定位偏差模型,求得夹具定位偏差样本空间,将夹具定位偏差作为状态空间模型的输入偏差,提出基于状态空间模型的二维多工位装配成功率计算方法。继而应用Taguchi正交试验直观分析方法,分析得到影响装配成功率的主要因素即夹具系统定位销副关键公差,运用回归正交组合设计拟合得到二维多工位装配成功率与夹具系统定位销副关键公差的响应面模型。以定位销、零件定位孔(槽)制造成本所构成的装配成本最小化为目标,二维多工位装配成功率为约束,建立二维多工位装配夹具系统定位销和零件定位孔(槽)公差可行稳健设计模型。以汽车车身地板二维三工位装配为例,建立其公差可行稳健设计模型并对该模型进行计算与分析,结果表明在装配成本增幅较小的情况下,采用稳健约束后可显著提高公差设计的可行稳健性。该方法为二维多工位装配夹具系统公差稳健设计提供了一种新途径。

基于尺寸变动度的装配序列偏差传递模型及质量评价方法

为了准确有效地评价不同装配序列中累积偏差对产品装配质量的影响,建立基于尺寸变动度的装配序列偏差传递模型及质量评价方法,以尺寸变动度所关注的装配特征为目标特征,在构建的装配特征邻接关系矩阵和几何特征公差关系矩阵基础上自动建立偏差传递模型,根据偏差传递过程求解累积偏差确定尺寸变动度。设计人员可据此获得装配质量最优的装配序列,同时可对零件设计公差进行改进。以人造宝石专用加工机床为例,验证了方法的有效性。

基于偏差传递的多工位装配过程质量评估模型

针对多工位装配系统中尺寸偏差传递的特点,建立了一种新的装配过程质量评估模型.首先分析了多工位装配系统的偏差源,研究了多工位装配尺寸偏差传递关系,构建了偏差流传递的状态方程.然后从过程系统本身寻找影响偏差传递和累积的特征参数来评价系统的装配质量特性,通过对尺寸偏差传递模型推导引出工位系数矩阵,经过合并变换求出各工位的系数矩阵的最大特征值,再乘以偏差精度权因子来建立装配质量评估模型,进而提出用装配偏差指数来衡量装配工艺过程的优劣.最后通过实际零件的装配过程说明该模型和装配偏差指数的应用方法.

飞机舱门数字孪生模型构建及偏差传递分析研究

针对民用飞机零部件制造过程中质量检测与控制难、装配误差累积严重等问题,开展飞机装配过程中的偏差传递研究。首先,分析某型飞机的装配过程,基于MBD模型提出数字孪生模型建模思路“点云数据重构理论模型+制造、装配、调试等多阶段衍生信息挂载”,给出面向装配过程的数字孪生模型关键构建技术,并建立了舱门某零件数字孪生模型。其次,基于数字孪生模型的装配特点,通过零件关键特征的变动关系修正雅克比旋量模型,提出了基于数字孪生的偏差传递计算方法。最后,以舱门某机构组件中的两零件为例进行偏差计算,通过3DCS软件模拟计算该组件的装配偏差,对比理论计算与仿真模拟结果。结果表明,所提到的偏差传递计算方法有效可靠。

基于装配约束的偏差传递路径矢量环构建方法

有效构建装配偏差传递路径是实现快速可靠的装配精度预测的基础,为此提出了一种基于装配约束的偏差传递路径矢量环构建方法。首先论述了六种主要的装配约束关系及其自由度;其次定义了基准参考结构、参考路径、装配连接点等参数,以此为基础建立了有装配约束关系的两个零件之间的偏差传递参考路径矢量图;最后根据装配顺序,将偏差传递参考路径矢量首尾相连,形成装配矢量环,并以此为依据构建矢量方程。以某机翼内襟翼摇臂装配体为例,建立了完整的装配偏差传递矢量环和矢量方程。

机械装配偏差源及其偏差传递机理分析

所谓机械装配,就是按照设计图纸和技术的要求,将机械零部件组合在一起,形成一个机械设备。在机械装配过程中要进行机械精度预测,在精度预测之前需要进行机械装配偏差源和偏差传递分析,经过一系列的分析后,建立一个装配偏差有向图模型,本文就以某实验舱为例,分析装配偏差源及其偏差传递机理。

机械装配偏差源及其偏差传递机理研究

分析和研究机械装配偏差源和偏差传递机理用于机械装配精度的预测,机械装备的偏差源按照装尺寸、形位精度、定位精度等影响装配功能的因素可以大致分为三类,即装配位置偏差、几何位偏差和几何形状偏差,建立偏差源的统一表达形式,分析机械装配中零件之间和零件内部的偏差传递机理以及相互作用,明确机械装配中偏差传递的偏差流类型,偏差流可通过偏差向图来进行表达,通过建立机械装配偏差有向图来表达偏差传递和装配功能之间的关系。本文就机械装配精度预测进行简单的说明,着重介绍了机械装配偏差源及其类型,并对机械装配偏差源偏差的传递机理进行了研究。

基于偏差有向图的RV减速器装配偏差传递研究

传动精度研究一直是RV减速器的研究热点,偏差对RV减速器传动精度的影响是绕不开的课题。分析了RV减速器在静态装配状态下各个零件的偏差,并对偏差源进行了分类,结合有向图表达方法,建立了反映零件偏差间关系的基本偏差流模型以及零件间配合及其偏差的有向图模型;通过实例验证了基于偏差有向图建立的RV减速器装配偏差传递有向图模型的有效性。

槽式翻抛机RV减速器传动偏差理论分析

行星齿轮作为一级传动系统和二级系统摆线针轮共同组成RV减速机。在减速器整机装配过程中,各零部件的偏差源通过偏差传递后偏差值的大小直接影响传动精度。重点研究了槽式翻抛机RV减速器在装配过程中偏差传递机理对传动精度的影响,基于蒙特卡洛法对RV-40E型减速器及整机的装配偏差统计量进行求解,结果表明,第2级传动偏差值对减速器整机偏差传递影响最大,对促进减速器的研究开发及对我国有机肥翻抛系统的开发具有重要的工程实际意义。

机械装配偏差源及其偏差传递机理

通过建立整机装配过程的状态空间模型,分析机械装配偏差源及其偏差传递机理是装配精度预测的前项工作。进行两类偏差的概念及其数学描述,是在机械装配过程中进行机械精度预测的重要环节。本文基于偏差流的应用研究奠定理论基础,进行机械装配偏差源和偏差传递分析。通过分析装配偏差源及其偏差传递机理,验证偏差传递模型的有效性。

汽车车身装配偏差定性分析方法的研究

提出了借助图论的有向关联图对车身装配偏差流向与误差传递关系式进行分析的方法,构建关联矩阵、综合偏差矩阵、测量误差矩阵、约束矩阵、突变系数矩阵,建立偏差传递数学模型。通过统计过程控制(SPC)图的趋势定性分析,依据误差传递数学模型,经模糊判据权重确定偏差根源,从而实现制造过程的车身装配偏差控制。以某汽车后地板装配为例,验证了该方法的正确性与可行性。

三维尺寸链的偏差分析

针对实际装配制造过程中广泛存在的三维尺寸链,文中提出利用空间向量来表示三维尺寸链,并建立了计算三维尺寸链偏差的数学模型,得到了三维尺寸链的偏差传递公式。根据偏差传递公式中的敏感度矩阵,能直观地分析各组成环偏差对封闭环偏差的影响。最后采用一个实例对该方法进行了展示。

基于概率理论的RV减速器偏差建模理论分析

通过RV减速器是一种新型摆线针轮传动机构,其中偏差的大小直接影响RV减速器的传动精度,对RV减速器的偏差及其对传动精度的影响进行分析。根据RV减速器的零件结构特点,找出零件的偏差源的成因,建立了相应的偏差模型。

多级回转体装配偏差建模方法综合研究

传统方法聚焦于平面尺寸链建模和极值法分析,难以综合考虑转子连接特征丰富的形位偏差信息及相互影响关系;整机装配精度预测过于保守,过分侧重零件自身加工精度的提升,忽略了组件整体堆叠优化的手段,导致零件返工频率高、修配难度大。针对上述问题,以航空发动机转子为代表进行多级回转体装配偏差建模方法的探索,并综合考虑转子装配的尺寸偏差、形位偏差、止口连接、定位关系等因素的影响,对回转组件同心度超差问题进行准确描述和偏差管控。从局部偏差表达和三维尺寸链传递的角度总结归纳了近年来主要的偏差模型,对转子变形、形貌误差的表达和匹配、装配精度几何量与工作性能物理量之间的关联等研究方向进行了展望。

压气机试验件机匣同心偏差传递预测及改进

以压气机试验件机匣同心传递误差为研究对象,采用齐次坐标法及蒙特卡罗法建立了试验件机匣在车床上同心检查堆叠过程的数学模型,提出了提高压气机试验件机匣同心检查合格率的方法。

基于状态空间模型的精密机床装配精度预测与调整工艺

在精密机械装配过程中,整机装配精度保障不能仅通过零件公差设计,还必须通过测量与调整等装配工艺共同实现,因此需要建立装配过程偏差传递预测与控制的数学模型,定量描述装配调整工艺对最终整机精度的影响。运用微分运动矢量作为各装配工序误差状态的统一表达方式,构建了零件公差模型、几何特征测量结果与装配过程偏差源数学表达的对应关系,提出了描述精密机床装配过程中关键几何特征变动、特征测量、调整的偏差传递状态空间模型。基于该模型,根据当前装配工序偏差与装配调整工艺对整机精度的影响规律预测,确定本道工序装配调整策略,从而保障整机装配精度。最后以精密卧式加工中心为对象进行计算分析,验证了该建模方法的有效性。