基于并联装配模型的飞机壁板件装配偏差分析*
2016-06-05孙辉鹏谭昌柏安鲁陵王志国
航空制造技术 2016年11期
孙辉鹏,谭昌柏,安鲁陵,王志国
(南京航空航天大学机电学院,南京 210016)
飞机壁板件是构成机身的主要部件,其装配质量关系到飞机制造质量及性能,对其进行装配偏差分析进而提高装配质量具有重要意义。壁板件由大量弱刚性的柔性零件装配而成,在进行装配偏差分析时,不但要考虑刚体定位偏差的影响,还要考虑过约束定位及装配力作用下柔性变形的影响。
针对柔性件的装配偏差分析,需要借助有限元分析工具,早期的分析方法采用直接有限元蒙特卡洛仿真法,该方法简单明了,且每次计算中能够考虑贴合实际装配过程的有限元分析,从而得到更精确的结果,但由于有限元分析非常耗费时间,这种方法计算成本很高,难以在实际中运用。Liu和Hu[1]提出了影响系数法,该方法基于小变形、线弹性的假设,通过构建敏感度矩阵,建立零件偏差输入与装配体回弹偏差输出之间的线性关系,大大提高了柔性件装配偏差分析的效率;同时,Merkley[2]、Bihlmaier[3]、Mortensen[4]提出了线性接触模型,运用超元刚度矩阵方法来构建模型计算表达式,相较于通过单位力响应方法构建敏感度矩阵,超元刚度矩阵方法显得更为灵活高效。
柔性件装配过程可大致分为4步:定位、夹紧、焊(铆)接、回弹释放。Cai等[5]针对柔性件装配特点,提出了“N-2-1”定位方案,即柔性件在“3-2-1”确定性定位基础上,再施加“N-3”的过约束定位,该方案可有效降低柔性件在主平面内的法向变形。邢彦锋等[6]通过对两块薄板件的装配分析,进一步将柔性件装配过程细化为7个子过程,综合考虑了过约束定位及夹具释放方式对最终装配偏差的影响。……
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