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星载SAR天线展开机构装配精度确信可靠性建模

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 134-143页

作者：李云张湘霄孙富强李晓阳韩建超北京卫星制造厂有限公司北京100094 北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191

星载合成孔径雷达(SAR)天线展开机构是空间桁架结构,其杆系和铰链的空间位置相互耦合,在装配过程中主要依赖于人工装调,装配精度难以准确控制,装配可靠性直接影响星载SAR天线的服役性能。为此,基于可靠性科学原理,提出星载SAR天线装配... 详细信息

星载合成孔径雷达(SAR)天线展开机构是空间桁架结构,其杆系和铰链的空间位置相互耦合,在装配过程中主要依赖于人工装调,装配精度难以准确控制,装配可靠性直接影响星载SAR天线的服役性能。为此,基于可靠性科学原理,提出星载SAR天线装配精度确信可靠性建模方法。考虑天线装配过程中影响装配精度的内因和外因,确定表征天线展开机构装配精度的性能指标及阈值,建立性能裕量模型。开展多源不确定性分析与量化,构建星载SAR天线展开机构装配精度确信可靠性模型。以某型号星载SAR天线展开机构为研究对象,进行可靠性敏感度分析和验证。研究结果表明:所提方法可为星载SAR天线展开机构装调提供理论指导,有效提高装配精度和效率。

关键词：确信可靠性天线展开机构装配精度性能裕量不确定性

精密光机系统多敏感轴装配精度分析与装配工艺优化

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农业机械学报 2021年第4期52卷 418-426页

作者：吴伟邓准尚建忠罗自荣曹玉君国防科技大学智能科学学院长沙410073 北京遥感设备研究所北京100854 湖南交通工程学院高科技研究院衡阳421001

精密光机系统是对地、空、海探测与制导装备中的核心部件,其光轴、惯导轴、机械轴等多敏感轴的精密装配是影响系统最终性能的关键环节之一。以某型装备为研究对象,通过分析该类精密光机系统的装配特点,将多敏感轴的精密装配问题转换为... 详细信息

精密光机系统是对地、空、海探测与制导装备中的核心部件,其光轴、惯导轴、机械轴等多敏感轴的精密装配是影响系统最终性能的关键环节之一。以某型装备为研究对象,通过分析该类精密光机系统的装配特点,将多敏感轴的精密装配问题转换为舱体对接时的角偏问题,并进行了阐述和定义;在此基础上,建立了多敏感轴装配过程的角偏误差累积模型,并推导了加工误差与角偏分布之间的关系;基于该模型对当前的直接对接法进行建模,分析了该方法导致装配一次性合格率较低的原因,并提出了一种基于装配方向调整的逐工序优化装配方法,该方法优化了现有的多敏感轴精密装配工艺。仿真结果表明,与直接对接法相比,所提方法能够有效保证各敏感轴线之间的装配精度。

关键词：精密光机系统装配精度多敏感轴舱体对接精密装配

基于改进雅克比–旋量模型的航空发动机转子–叶片结构装配精度分析

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航空制造技术 2023年第8期66卷 65-77页

作者：丁司懿周文波毛新华东华大学人工智能研究院上海201600 北京中丽制机工程技术有限公司北京101111 东华大学机械工程学院上海201600

转子–叶片是航空发动机的核心部件,具有装配结构复杂、装配难度大等特点,在高温高压条件下,转子–叶片装配误差被催化放大,容易导致疲劳裂纹等故障,严重影响整机安全性和可靠性。针对转子–叶片结构,传统的装配偏差分析方法常采用多特... 详细信息

转子–叶片是航空发动机的核心部件,具有装配结构复杂、装配难度大等特点,在高温高压条件下,转子–叶片装配误差被催化放大,容易导致疲劳裂纹等故障,严重影响整机安全性和可靠性。针对转子–叶片结构,传统的装配偏差分析方法常采用多特征并联结构中的一条支链作为单一主链来建立偏差传递模型,难以综合考虑转子–叶片复杂定位结构和局部并联关系。本文提出了基于改进的雅可比–旋量(Jacobian–Torsor,J–T)模型的转子–叶片装配偏差分析方法。首先分析了转子–叶片多级回转结构、止口定位结构和榫头榫槽结构,建立了考虑转子–叶片多特征局部并联关系的整机装配尺寸链;然后采用不完全定位策略将转子–叶片装配结合面表达为基于点接触形式的偏差旋量,建立了基于定位点系统的转子–叶片联合定位基准方案;最后提出转子–叶片装配精度指标及基于改进的雅克比–旋量模型的求解方法。以某航空发动机转子–叶片的径向、轴向和周向装配偏差分析为例,将传统雅克比–旋量模型、基于蒙特卡洛法的仿真模型、改进雅克比–旋量模型及实测结果进行了对比分析。结果表明,本文方法相较其他方法预测精度更高,与实测结果误差率不超过9%,提出了榫头榫槽更合理的装配连接方式。

关键词：航空发动机转子–叶片结构装配精度局部并联链改进的雅克比–旋量模型

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航发转子系统装配精度及不平衡量预测与优化

航发转子系统装配精度及不平衡量预测与优化

作者：东晓大连理工大学

学位级别：硕士

航空发动机转子主要采用多级盘、盘鼓连接的形式,具有尺寸大、级数多等特点。装配是航空发动机制造过程中的重要一环,是直接影响整机性能的关键环节,若装配不平衡量与装配精度不能满足实际需求,在工作过程中会引起较大的机械振动,进而... 详细信息

航空发动机转子主要采用多级盘、盘鼓连接的形式,具有尺寸大、级数多等特点。装配是航空发动机制造过程中的重要一环,是直接影响整机性能的关键环节,若装配不平衡量与装配精度不能满足实际需求,在工作过程中会引起较大的机械振动,进而影响航空发动机的服役性能及使用寿命。因此,研究装配过程中转子系统不平衡量、装配精度的精准预测及优化技术,实现转子装配过程中的不平衡量、同轴度等的有效调控,对于保障航空发动机装配质量、整机振动抑制十分重要。针对上述问题,本文首先建立了“双斜面”的转子精度预测模型,并在此基础上结合转子几何特征构建了转子系统不平衡量预测模型,通过实验验证了精度预测模型与不平衡量预测模型的准确性。最后,以两种预测模型为基础,采用遗传算法进行优化,达到降低转子不平衡量,提高转子装配精度的目的。本文主要研究内容有:（1）构建一种面向多级转子配合的装配精度模型。根据齐次坐标变换、最小二乘法拟合、坐标系变换等原理实现对单体转子模型的构建,并利用单体转子模型进行堆叠,提出了“双斜面法”的模型构建方法,获得所需的多级转子装配体模型。最后利用实验的方法对多级转子装配体模型进行验证,实验的结果,同轴度误差为3.4%,偏心相位的预测误差为5.5%,实现了对装配精度的精准预测。（2）建立一种包含配合面几何特征的多级转子装配体不平衡量预测模型。通过齐次坐标的方法将形貌特征融入转子的不平衡量表达式中。然后通过多级转子装配体堆叠后的形貌特征参数对装配体回转轴进行修正,获得多级转子装配体不平衡量。最后通过实验的方法对转子不平衡量模型进行验证,实验的结果,平均误差为15.98%,实现了对不平衡量的精准预测。在此基础上提出了一种新的调平方法,能更有效降低剩余不平衡量,并通过实验方法证明了该方法的正确性。（3）开展转子装配精度与不平衡量双目标的协同优化。基于装配精度与不平衡量的预测模型,以装配相位为决策变量,采用遗传算法对同轴度、不平衡量进行优化。针对同轴度优化的结果,同轴度降低至41%,不平衡量仅降低至74%,针对不平衡量优化的结果,不平衡量降低至0.5%,同轴度仅降低至97%,针对同轴度与不平衡量多目标优化的结果,同轴度降低至61%,不平衡量降低至27%,证明了多目标优化的可行性与优越性。（4）开发一种实现转子装配精度与不平衡量的预测软件。该软件共包括四个模块,分别是装配精度预测模块、不平衡量预测模块、结果保存模块及历史信息记录模块。

关键词：航空发动机转子装配精度装配不平衡量精准预测优化设计

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轧辊装配精度量化模型

钢铁研究学报 2020年第3期32卷 227-233页

作者：李洋龙雷振尧龚波陈飞首钢集团有限公司技术研究院北京100043 首钢京唐钢铁联合有限责任公司设备部河北唐山064000

热轧和冷轧产线轧辊的装配精度对轧机刚度对称性和轧制稳定性都具有十分重要的影响。轧辊的空间检测目前广泛采用激光跟踪仪进行测量,但仍缺乏一套有效的、系统性的模型来分析轧辊装配精度。建立了轧辊装配精度的数学模型,利用最小二乘... 详细信息

热轧和冷轧产线轧辊的装配精度对轧机刚度对称性和轧制稳定性都具有十分重要的影响。轧辊的空间检测目前广泛采用激光跟踪仪进行测量,但仍缺乏一套有效的、系统性的模型来分析轧辊装配精度。建立了轧辊装配精度的数学模型,利用最小二乘法拟合衬板面及轧辊轴向中心线,提出了计算轧辊衬板的空间位置(对中值和开档值)及倾斜状态的定量方法。通过激光跟踪仪检测的真实轧辊数据验证了该模型,模型计算结果与以往采用的空间分析软件处理结果一致,二者相对偏差小于0.03%,进一步分析了该轧辊各衬板的对中值和开档值及倾斜状态,基于该模型开发的应用软件降低了以往检测数据处理的难度,提高了轧辊装配精度定量化分析的效率和能力,具有一定的现场应用价值。

关键词：轧辊装配精度衬板对中值开档值

复杂空间杆系关键尺寸公差对装配精度影响规律研究

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复杂空间杆系关键尺寸公差对装配精度影响规律研究

作者：陈丽慧北华航天工业学院

学位级别：硕士

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)技术已经成为对地观测获取信息的一种重要手段。星载SAR能够不受天气条件的限制,全天候、全天时对地观测,在灾害监测、环境监测、海洋观测、资源勘察、农作物估产、森林调查、测绘等诸... 详细信息

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)技术已经成为对地观测获取信息的一种重要手段。星载SAR能够不受天气条件的限制,全天候、全天时对地观测,在灾害监测、环境监测、海洋观测、资源勘察、农作物估产、森林调查、测绘等诸多方面具有独特的优势。这些优势使得对雷达卫星的应用需求不断增加。SAR天线展开机构是星载SAR的关键子系统。在卫星入轨前后,SAR天线需完成相应的折叠展开动作,其机构平面度、连接稳定性、展开可靠性等直接影响到卫星的观测精度和性能,是关系到整颗星成败的关键因素。本课题以SAR天线展开机构为分析对象,就复杂杆系对装配精度的影响展开研究,完成了装配应力对装配精度、机构公差的影响分析和装配序列的规划工作,为后续大型SAR天线展开机构的研制、装配环节提供了相关的理论基础。论文的主要研究内容及结果如下:(1)根据展开机构尺寸大、零部件多,杆系复杂且相互耦合的特点,利用有限元软件,建立了展开机构的模型,并通过设置预应力边界条件模拟杆件之间的装配应力,研究了展开机构中天线杆系装配应力对天线面板装配精度的影响规律,确定了天线杆系尺寸与天线面板平面度之间的映射关系。(2)通过对展开机构进行理论公差分析,建立分析模型,定义装配尺寸链,采用公差分析软件Vis VSA,对展开机构的装配偏差进行分析,进而得到有关天线杆系的装配敏感度及贡献度数据。由于仿真结果并不满足装配精度的要求,对方案作进一步优化,进而得到最优装配公差,从而确定了装配敏感最大的零部件。(3)基于上述所作研究,确定了关键零部件,考虑零件几何结构、精度测量基准、装配应力耦合作用等影响因素,优化了装配基准、量化了装配优先级,最终确保复杂杆系之间的连接配合满足较优的装配精度要求。

关键词：复杂杆系装配精度敏感度装配序列规划

面向数控机床装配精度预测的元动作误差建模技术

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机械科学与技术 2017年第11期36卷 1734-1739页

作者：孙云艳刘英冉琰周庆法重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

装配是保证产品质量的重要环节,而装配精度是装配过程的重要度量指标。为预测数控机床最终装配精度,利用"功能-运动-动作(Function-Movement-Action,FMA)"的功能分解原则对机床的装配过程进行结构化分析,将机床分解至基本动作单元-元动... 详细信息

装配是保证产品质量的重要环节,而装配精度是装配过程的重要度量指标。为预测数控机床最终装配精度,利用"功能-运动-动作(Function-Movement-Action,FMA)"的功能分解原则对机床的装配过程进行结构化分析,将机床分解至基本动作单元-元动作;构建基于元动作的装配误差传递层次架构图,清晰地表达了各装配单元间的装配关系及几何特征之间的逻辑关系;以几何特征误差在装配过程中的传递与积累为基础,构建多层次状态空间模型预测数控机床最终装配精度;以某数控加工中心的Z轴进给功能装配单元为例,验证了该方法在机床装配误差预测中的可行性。

关键词： FMA结构化分解元动作装配精度状态空间

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硅臂加工误差对微靶装配精度的影响研究

北京理工大学学报 2015年第7期35卷 687-690页

作者：张之敬于洋金鑫叶鑫全旭松北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为预测加工误差对微靶装配精度的影响,开展了加工误差对硅臂刚度及应力分布的影响研究.基于PRO/E逆向工程对实际加工的硅臂样品建模,并搭建实验平台,建立微力与微位移关系的数学模型.采用仿真与实验相结合的方法,对硅臂存在加工误差与... 详细信息

为预测加工误差对微靶装配精度的影响,开展了加工误差对硅臂刚度及应力分布的影响研究.基于PRO/E逆向工程对实际加工的硅臂样品建模,并搭建实验平台,建立微力与微位移关系的数学模型.采用仿真与实验相结合的方法,对硅臂存在加工误差与无加工误差的情况下的刚度进行对比,定量预测微靶的装配精度.研究表明为提高装配精度,必须充分考虑装配力和形位误差形成的非线性误差和非均匀应力场的影响.

关键词：硅臂加工误差装配精度

内燃叉车后处理装配精度不足、装配效率低下问题的解决方案

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工程机械文摘 2023年第2期 29-31页

作者：赵卫国陈静贤安徽合力股份有限公司

2020年12月29日,生态环境部发布了“关于发布国家环境保护标准的公告”,即自2022年12月1日起,所有生产、进口和销售的560kW以下(含560kW)非道路移动机械及其装用的柴油机应符合非道路国四排放要求。目前,中国非道路国四排放法规已于2022... 详细信息

2020年12月29日,生态环境部发布了“关于发布国家环境保护标准的公告”,即自2022年12月1日起,所有生产、进口和销售的560kW以下(含560kW)非道路移动机械及其装用的柴油机应符合非道路国四排放要求。目前,中国非道路国四排放法规已于2022年12月实行,内燃叉车发动机多为柴油发动机,排放尾气污染比较严重,为了满足该排放法规要求,非道路柴油发动机多采用加装后处理装置等措施予以应对。在实际生产过程中经常出现内燃叉车后处理装配精度不足、装配效率低下等问题。

关键词：内燃叉车后处理装配精度装配效率