外翼翼盒对接面装配协调的容差分析及工艺优化

随着飞机结构和工艺的发展,飞机制造的协调准确度要求越来越严格,因此利用数字化手段进行容差分析,实现工艺优化己成为必然趋势。通过对飞机部件装配的误差累计分析与容差优化理论进行研究,提出了基于软件仿真分析解决实际制造中尺寸工程问题的方法,并利用基准统一原则,对某机型外翼翼盒对接面的装配协调要求进行优化分析。结果表明,该理论与技术方法的应用改善了翼盒对接面的工程及工艺方案,提高了装配协调准确度分析的效率,具有一定的工程应用价值。     

面向精度提升与工艺改进的容差分配多目标模型融合方法

在现代机械产品装配容差优化过程中,多以简单加权求和的方式构建多目标容差优化模型,求解效果较差且与装配现场的适用性不强。鉴于此,以装配精度提升与工艺改进为目标导向,首先,考虑配合误差引起的零件上不同关键特征间的位姿变动,构建装配误差传递累积模型与协调尺寸链,精准预测装配误差与多装配体间的协调误差;其次,结合各制造环节误差数据与装配精度累积数据,分别建立加工成本、质量损失、修配成本3个单目标优化模型,并以此提出可避免容差数据优化失衡与优化方向偏离的多目标模型权重参数分配方法,构建多目标容差优化分配模型;最后,采用加速粒子群算法求解得到面向工艺性能提升的各组成环误差数值。以某型航天器分段式机翼对接装配优化为例,在改进产品定位装夹方式之前,机翼对接外形阶差与修配成本分别降低94.68%与83.49%;在使用外形卡板定位后,通过优化使上述两项装配指标分别降低11.21%与8.50%,有效地保障了产品型面装配精度与对接协调质量。     

基于3DCS的大型客机主起落架收放机构容差分析

为了提高起落架的装配准确度,保证起落架的装配性能,以正在研发的大型民机主起落架为原型,对起落架容差的改进设计进行了研究。以传统容差设计为基础,建立了容差分析的数学模型,运用尺寸链分析方法进行理论分析;同时基于3DCS软件,建立了容差分析的仿真模型,并对起落架进行了容差仿真分析。通过理论分析与仿真分析的结果对比,改进了容差设计。基于传统设计方法的容差设计结果通常情况下并不是最优解,可通过3DCS软件仿真分析对传统容差设计结果进行改进设计。     

基于数字化测量技术的装配阶差间隙预测方法

提出了基于数字化测量技术的装配阶差间隙预测方法,并以舱门-门框装配为例进行了详细阐述.首先介绍了摄影扫描组合测量方法的原理及测量流程;接着以飞机舱门装配为例,从约束关系建立、位姿调整和阶差间隙求解3个方面详细阐述了数据分析步骤;最后以某型飞机舱门试验件为验证对象,对装配阶差间隙值进行了预测分析,并将预测值与装配后的实测...     

支持无余量装配的容差语义建模技术研究

主流三维CAD系统侧重于产品的几何模型描述 ,其容差信息的描述方法对容差分析与综合的支持有限。容差设计是装配设计的主要工作之一 ,直接影响到产品的可装配性。航空产品研制过程中通常用工艺余量来补偿装配累积误差 ,不合理的余量将导致装配效益低下。因此 ,本文提出了一种新的容差建模方法———支持无余量装配的容差语义建模技术 ,建立了支持无余量装配的容差语义模型。本模型包含父子装配单元之间的从属关系、装配单元之间的约束关系和零件的属性等信息 ,采用统一建模语言 (UML)进行描述 ,并给出了实例对本方法进行了验证。本模型能够较全面地表达产品的设计意图 ,为余量优化设计、装配容差分析与综合提供必要的信息支持。     

基于装配关系的公差库建立及在容差分析中的应用

飞机制造过程中,零件的制造误差、工艺方案的合理性、部件间的协调都直接影响着产品的制造精度和可制造性。通过VSA容差分析软件,建立仿真分析模型,基于零件的基准、公差值和相应的装配工艺流程进行仿真,分析同类零件在不同定位装配方式时零件制造误差对装配控制目标的影响,然后结合生产能力及仿真分析所得数据形成公差库文件,为优化工艺方案提供依据。结合实际生产数据对公差库文件进行迭代更新,积累生产经验,为后续架次及新机型提供支持。     

基于容差约束的机翼最优位姿评价算法

为了保证飞机机翼的最优位姿装配,提出一种基于容差约束的机翼位姿评价及优化算法。该方法以翼身交点的三维相对偏差和水平测量点的相对高差的加权组合作为机翼装配误差的综合评价函数,以该装配误差最小作为目标,翼身交点的位置容差和水平测量点的高度容差作为约束条件,建立机翼位姿评价的非线性优化模型。通过奇异值分解法获得机翼位姿的初值,再采用Lagrange法结合拟牛顿法迭代求解,得到机翼的最优位姿,使得机翼在满足容差约束的同时,综合装配误差最小。最后,通过仿真算例验证了算法的有效性。     

飞机壁板件装配偏差的刚柔混合建模方法与应用

飞机壁板组件的装配质量影响飞机气动外形准确度,其装配变形规律复杂,传统的尺寸链方法主要考虑刚性装配偏差,精度不高。文中提出一种刚柔混合的装配偏差建模方法,采用确定性定位方法计算偏差源错综复杂的刚性偏差,及有限元模拟计算蒙皮因法向刚性小而产生的柔性变形,合理预测壁板外形轮廓度,并对超差尺寸进行基于敏感度分析的容差优化,最终实现对外形偏差的控制。在某国产飞机壁板试验件的装配偏差分析中得到验证。     

基于尺寸容差的虚拟装配公差优化设计

提出了一种基于虚拟装配尺寸容差的公差优化设计新算法：由定义创建配合信息矩阵,并从矩阵中快速搜寻配合信息、生成装配尺寸链;依据田口品质损失理论,同时采用多元微分法或遗传算法的模拟求解法得到优化的装配公差。     

基于虚拟配合面的带平面度零件装配容差分析

为实现平面配合装配中尺寸容差与平面度容差的耦合分析,构建了虚拟配合面,借助微动平面实现虚拟配合面的参数化表示.基于虚拟配合面,将平面度容差分解为配合中待装配零件在参考坐标系中沿装配方向的平动及其绕坐标轴的转动,平动分解量为平面度容差值,而旋转角度则由平面度容差与配合面的尺寸确定.建立了装配体全局坐标系,构造空间矢量尺寸链,将平动量和转动量映射到尺寸链中,完成了装配容差分析.通过某型飞机机翼组件验证了所提方法的有效性.     

飞机起落架作动筒剩余行程偏差建模与容差优化

飞机起落架放下和收起状态作动筒的剩余行程是起落架装配准确度的重要指标,起落架舱内定位孔的制造误差是影响剩余行程的重要因素。以某国产飞机起落架为例,将直接线性法(DLM)用于剩余行程对定位孔的敏感度分析,提出了基于主成分分析法(PCA)的剩余行程偏差建模与容差优化方法。通过偏差模型预测剩余行程偏差分布,根据偏差模型对定位孔进行容差优化将剩余行程的偏差分布集中在原点附近,提高起落架装配准确度。     

飞机关键装配特性的识别与控制

根据飞机产品结构与装配特点提出了关键装配特性的概念,系统地分析了该特性的识别与控制方法.关键装配特性通常难以在设计阶段识别,需参考装配方案,根据基准传递链分析装配过程中的误差积累路线,针对误差积累最多的环节从定性与定量的角度对其进行判定.所确定的关键装配特性可以通过向下分解与补偿的方式加以控制.以某型飞机垂尾部件装配过程为例,验证了该方法的有效性.     

一种筒段对接关键特征点的容差分配方法

针对飞机机身对接过程中,关键特征点的容差范围,提出了一种分配方法。该方法根据机身的协调准确度要求,分配机身各段的位姿准确度,并确定筒段的位姿变换参数;根据机身段的位姿变动,利用齐次坐标变换的方法反求机身段上关键特征点的坐标变动范围。与传统的协调过程中利用光学准直法检测关键特征点的方法相比,该方法更能适应数字化测量手段的需要,提高了容差的可控制性和可检测性。     

800 MHz发射机带通滤波电路的优化容差设计

在考虑了电路元件容差的基础上，应用优化容差设计技术理论对用Bessel函数设计的800MHz无源LC带通滤波电路元件的参数值进行调整，以使其衰减特性在满足技术指标要求和低成本的条件下，同时使电路元件的参数值具有尽可能大的容差范围，从而使滤波系统具有较高的工作可靠性、稳定性和低成本。计算机仿真试验证明了本设计方案的优越性。在工程应用上极具理论指导意义和应用价值。     

基于DELMIA的飞机平尾装配仿真研究

目前国内飞机装配过程中,数字化装配技术应用越来越广泛,基于三维模型的装配工艺设计也取得较大进展,但仍存在零部件能否准确安装,在实际安装过程中是否发生干涉,工艺流程、装配顺序是否合理,装配工艺、装备是否满足装配需要,装配操作空间是否具有开放性等一系列问题需要在装配设计阶段得到有效验证。通过运用装配仿真软件DELMIA,可以在计算机上以可视化方式研究和解决飞机装配的可行性、可达性,验证装配工艺设计的合理性,及时发现工艺中存在的各种结构性和空间性等问题,并对工艺方法、工装结构和生产线布局等进行修改和优化,从而有效地提高飞机装配质量,降低研制成本和周期。通过对飞机平尾的装配仿真研究,探讨装配仿真的应用,并将装配仿真过程涵盖的主要方法和特点进行阐述,在提供飞机装配仿真方法供参考的同时,也进一步促进装配仿真在飞机生产环节的推广和完善。     

基于有向图的零件容差建模方法

为了实现用计算机表示零件几何形状和尺寸变动的基准、变动方向和变动量的要求,提出了一种基于有向图的容差建模方法。该方法采用一个五元组来表示容差元：定义零件的参考坐标系和零件中与几何形状和尺寸相关的关键特征;采用图的有向边描述关键特征之间的容差关系;采用单位向量表示容差变动方向,实现容差元的有向图表示;基于图的和运算实现了对所有容差元模型求和,从而构建了零件容差模型。最后,给出了实例验证,并开发了与CATIA集成的容差建模功能模块。     

GA混合参数寻优在电路参数容差分配中的应用

利用遗传算法和单纯形混合参数寻优方法给出了在电路元件参数的设计中心值和特性指标函数的容差范围都确定的情况下,保证百分之百合格率的电路元件参数容差的优化算法     

基于关键特征的飞机大部件对接位姿调整技术

为实现飞机大部件姿态的自动调整,必须先获得大部件的空间姿态表达,进而确定具有6个自由度的调整向量.为此,针对大部件外形面装配误差累积,采用以大部件外形面测量点作为对接基准点进行姿态拟合的传统对接方法难以获得正确对接位置的问题,提出基于关键特征的大部件对接位姿调整方法.该方法首先确定对接大部件的关键特征,获得大部件的对接向量,然后通过优化协调尺寸误差分配建立满足装配质量要求的最优对接矩阵,确定对接过程中的大部件位姿,以提高对接精度与效率.通过在飞机平垂尾对接中的运用,并与一般位姿计算方法比较,验证了该方法的有效性.     

飞机自动化对接中装配准确度的小样本分析

为实现装配质最信息的及时反馈,提出了某飞机大部件自动对接系统的装配准确度分析方法.利用激光跟踪仪的测量数据,实现了装配准确度的小样本数据挖掘.通过单测点单约束的超差、相对偏差和偏差方向分析,给出了各统计特征参数的计算方法.在层次分析法配置权重的基础上,导出了装配准确度的评价模型,以此反映对接装配质量.基于主成分分析的特异样本判别方法和正态假设下偏差的显著性校验方法,实现了装配准确度的校验.应用实例的结果表明,该方法能够从历史数据得到统计推断性结论,目标是改进装配工艺,指导容差分配,形成装配知识,提高飞机装配的准确度.     

飞机部件精准对接技术研究

为提高飞机部件对接的装配质量,针对部件对接的主要问题,提出了应用测量辅助装配法来提高装配准确度并基于该工艺方法的测量、定位基准体系,分析飞机部件精准对接系统的主要组成和工艺过程。归纳阐述了部件精准对接系统的技术要点：部件最佳对接位置的分析方法、大部件空间姿态调整方法。