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机械工程师 2025年第1期 41-45,51页

作者：乔康壮a曲学军b 沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室沈阳110136

针对柔性装配模式下飞机薄壁件的装配特点,综合考虑薄壁件的制造偏差、柔性工装的定位偏差及柔性件在装配力作用下的变形误差,提出一种基于柔性装配的飞机薄壁件装配偏差模型。首先,结合柔性工装定位偏差,通过确定性定位法对薄壁件发生... 详细信息

针对柔性装配模式下飞机薄壁件的装配特点,综合考虑薄壁件的制造偏差、柔性工装的定位偏差及柔性件在装配力作用下的变形误差,提出一种基于柔性装配的飞机薄壁件装配偏差模型。首先,结合柔性工装定位偏差,通过确定性定位法对薄壁件发生转动和平动产生的刚性偏差进行分析,并利用影响系数法和超元刚度矩阵理论对薄壁件因夹紧和铆接装配而产生的柔性变形进行分析。其次,针对薄壁件偏差传递规律建立了装配偏差模型,利用MATLAB求解可得到薄壁件上各关键特性点的法向偏差,对装配体最终偏差进行了有效预测。最后,通过某型飞机薄壁件进行实例验证,并借助有限元分析软件ABAQUS对薄壁件装配过程进行仿真。通过对关键测点装配偏差的计算结果和仿真结果对比,验证了文中提出的飞机薄壁件装配偏差模型的可行性。

关键词：飞机薄壁件装配偏差模型影响系数法超元刚度矩阵有限元分析

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飞机薄壁件多点柔性定位变形控制寻优算法

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上海交通大学学报 2013年第8期47卷 1191-1197页

作者：刘春青洪军冯 王少峰邱志惠西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054

根据装配过程中飞机薄壁件多点柔性定位形变量的工程要求,基于"N-2-1"定位原理,针对飞机薄壁件多点柔性定位系统,提出了一种确定薄壁件在多点柔性定位时如何选择定位点数目、布局和吸盘吸附压力的寻优算法.该算法根据各参数对定位精度... 详细信息

根据装配过程中飞机薄壁件多点柔性定位形变量的工程要求,基于"N-2-1"定位原理,针对飞机薄壁件多点柔性定位系统,提出了一种确定薄壁件在多点柔性定位时如何选择定位点数目、布局和吸盘吸附压力的寻优算法.该算法根据各参数对定位精度的影响规律,以工程要求为目标函数,以定位点的移动范围为约束条件,对定位点数目、布局和吸盘吸附压力进行分布搜索综合寻优.为实现该算法,采用MATLAB作为主控循环程序,通过MATLAB和ANSYS联合调用,实现定位点数目、布局和吸盘吸附压力的最优选择,解决了传统的依靠操作人员经验或者单纯凭借有限元分析软件进行分析而导致的效率低和效果差等问题.最后针对某工程要求进行寻优计算及实验验证,结果表明该算法具有较强的工程可行性.

关键词：飞机薄壁件柔性定位法向变形寻优算法

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飞机薄壁件铆接变形分析及其基于数字孪生的控制研究

飞机薄壁件铆接变形分析及其基于数字孪生的控制研究

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作者：王明阳东北大学

学位级别：硕士

薄壁零件因其质量轻、承载效率高等优势,被广泛应用于飞机制造中。铆接因其工艺过程简单、连接强度稳定可靠、铆接缺陷易于排查等优势,成为了飞机薄壁零件最主要的连接方法,但是飞机薄壁零件在铆接过程中容易出现铆接变形和铆接质量监... 详细信息

薄壁零件因其质量轻、承载效率高等优势,被广泛应用于飞机制造中。铆接因其工艺过程简单、连接强度稳定可靠、铆接缺陷易于排查等优势,成为了飞机薄壁零件最主要的连接方法,但是飞机薄壁零件在铆接过程中容易出现铆接变形和铆接质量监控滞后的问题,这将降低飞机的装配质量和效率。因此,确定飞机薄壁零件铆接变形的工艺参数并据此对铆接变形进行控制就显的尤为重要。本文以飞机壁板和长桁铆接为研究对象,通过理论分析、解析计算、有限元仿真以及铆接实验相结合的方法来确定铆接变形工艺参数,并利用数字孪生技术对铆接变形进行控制,从而减少铆接变形,避免误差累积。论文的主要研究内容包括:(1)根据铆钉受力和变形情况将铆接过程划分为5个阶段,揭示了铆接成型机理。基于金属塑性成形理论和翁科索夫表面摩擦力分布理论建立了压铆力与镦头尺寸关系模型。在充分考虑镦头不均匀变形和薄壁零件被镦头覆盖区域产生局部凹陷的影响下,基于铆接前后铆钉钉杆体积不变原则建立了压铆力与铆接干涉量关系模型。(2)利用ABAQUS有限元分析软件对单钉铆接过程进行仿真分析。在考虑铆接后镦头弹性回复的影响下,通过ABAQUS中的Explicit分析模块和Standard分析模块进行混合求解,得出了压铆力对镦头尺寸、铆接干涉量、铆接局部凹陷的影响规律。(3)通过单钉铆接实验验证了压铆力与镦头尺寸关系模型、压铆力与铆接干涉量关系模型的正确性,验证了铆接变形有限元模型的有效性。通过多钉铆接实验研究了铆接顺序对铆接整体变形的影响,并通过实验数据分析得出了最优铆接顺序。(4)提出了基于数字孪生的铆接变形控制模式,通过马尔可夫方法根据历史铆接力数据预测未来铆接力状态,通过RFID技术实现最优铆接顺序在装配车间可视化,通过质量离差算法对铆接力数据进行实时监测。经过“感知—分析—决策—执行”四个环节来实现薄壁零件铆接变形控制。以某型号机翼的壁板和长桁铆接为例开展实例应用分析,验证了该控制模式的有效性。

关键词：飞机薄壁件铆接变形分析变形控制数字孪生

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飞机薄壁件批量铆接过程的模拟方法研究

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航空制造技术 2016年第1期59卷 34-37页

作者：王仲奇卢鑫杨元康永刚常正平西北工业大学机电学院西安710072

机身壁板和机翼壁板是飞机装配过程中典型薄壁件,具有壁薄、弱刚性、曲率变化大等特点,在部装和总装阶段暴露出不同程度的铆接变形问题,且目前无法准确预测或消除。本文从铆接工艺和有限元模型两个方面,建立了面向飞机薄壁件批量铆接过... 详细信息

机身壁板和机翼壁板是飞机装配过程中典型薄壁件,具有壁薄、弱刚性、曲率变化大等特点,在部装和总装阶段暴露出不同程度的铆接变形问题,且目前无法准确预测或消除。本文从铆接工艺和有限元模型两个方面,建立了面向飞机薄壁件批量铆接过程的有限元仿真简化模型,提出了基于接力计算原理,以MATLAB为二次开发平台,大型有限元软件包ABAQUS为核心求解器的批量铆接过程模拟方法,实现对铆接过程变形情况的分析与预测。通过试验验证该方法的有效性和可行性,为飞机薄壁件铆接变形的控制提供有效的理论支撑。

关键词：飞机薄壁件批量铆接简化模型有限元仿真变形预测

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