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《西北工业大学》 2006年
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飞机部件装配误差累积分析与容差优化方法研究

张开富  
【摘要】:在飞机研制中,合理的装配容差设计是提高装配准确度、减少研制成本、提高装配工艺性和一次装配成功率的有效途径。本文研究了面向飞机部件装配的误差累积分析与容差优化的理论和方法。以图论为基础,提出基于图的装配容差建模方法,研究装配尺寸链生成算法、矢量表示和装配误差累积分析方法,研究装配容差与装配性能自适应匹配分析方法,研究装配容差的多目标综合优化算法,完成装配容差设计功能模块的设计与开发,全文以某型飞机的一个组件为对象验证理论研究和系统的正确性和可行性,实现对飞机部件装配容差设计的支持。论文的主要研究内容如下: 分析了容差设计与设计、工艺、制造、装配等飞机研制过程之间的联系,阐述本文的研究背景和研究意义,综述容差分析与优化的国内外研究现状,提出了飞机部件装配容差设计亟待研究的关键问题。 提出了基于图的装配容差建模方法。建立了基于有向图的集成尺寸容差、形位容差和配合容差的装配容差全局模型。具体建模过程为:以由有序五元组的扩展有向图对容差元进行表示;采用图的和运算规则建立零件容差模型;采用有序五元组的扩展有向图对装配体配合容差进行表示;最后建立装配容差全局模型,并采用邻接矩阵对本模型进行表示。 研究了装配尺寸链的生成算法、向量表示和装配误差累积分析方法。给出了基于图的装配容差全局模型向基于树的装配容差全局模型转换方法,给出了基于广度优先搜索策略的装配尺寸链生成算法,并对装配尺寸链进行了向量表示;提出了基于蒙特卡罗法的装配误差累积分析方法;对装配尺寸链修配环进行了分析与计算,获得了修配环最大修配量的计算方法。 提出了装配容差与装配性能自适应匹配分析方法。以装配性能-容差的相互影响关系的统计数据为基础,采用作图法和最小二乘法拟合了装配性能-容差关系曲线,结合装配尺寸链,建立了装配容差与装配性能自适应匹配数学模型,实现了装配容差与装配性能自适应匹配分析。 提出了装配容差的多目标综合优化方法。建立了面向装配性能、加工成本、装配工艺性各个单目标的装配容差优化模型;提出了面向多目标的装配容差综合
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:V262.4

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 郑洪涌;郑国磊;赵皇进;;三维公差分析中工程尺寸驱动原理与应用[J];北京航空航天大学学报;2012年01期
2 邱晞;牟伟强;魏生民;;基于层次分析法与粒子群算法的飞机装配公差多目标优化[J];航空制造技术;2010年16期
3 邹爱丽;;飞机钣金组件数字化装配误差分析[J];沈阳航空工业学院学报;2010年03期
4 余锋杰;俞慈君;王青;李江雄;贾叔仕;柯映林;秦龙刚;陈学良;杨卫东;宋承志;;飞机自动化对接中装配准确度的小样本分析[J];计算机集成制造系统;2009年04期
5 周思杭;刘振宇;谭建荣;;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[J];机械工程学报;2011年02期
6 蔡延波;曹增强;李志成;;复杂装配尺寸链的分析计算[J];现代制造工程;2008年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张旭;飞机大部件对接装配过程中的干涉检测技术研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李仲辉;飞机装配容差优化设计方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 周曈;飞机舱段对接装配容差分析建模及工艺优化[D];上海交通大学;2011年
3 姚澎涛;计算机辅助飞机制造容差优化设计技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 周丽华;大型运载火箭自动对接技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 蔡秀梅;水龙头结构的六西格玛优化设计研究[D];厦门大学;2008年
6 宋文娟;基于DELMIA的飞机装配仿真路径规划与容差分析[D];南京航空航天大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈冰冰,方红芳,宋明瑜;公差分析技术的综述[J];中国纺织大学学报;2000年01期
2 阎艳,宁汝新,刘文丰;公差设计特征专家系统[J];工程设计;2000年04期
3 黄美发,徐振高,李柱;一种工序公差的并行优化分配方法[J];工程设计;2000年04期
4 蔡敏,杨将新,吴昭同;方差分析法在鲁棒公差设计中的应用[J];工程设计;2001年01期
5 姬舒平,孙宏伟,马玉林,蔡鹤皋;一种新的公差优化数学模型的研究[J];哈尔滨工业大学学报;2000年03期
6 杨玺,范玉青;波音飞机装配工艺流程数据的来源与流动[J];航空工艺技术;1998年06期
7 尹文生;基于广义环图树的装配模型[J];华中理工大学学报;1999年08期
8 刘振宇,谭建荣,张树有;面向虚拟装配的产品层次信息表达研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;2001年03期
9 刘玉生,杨将新,吴昭同,高曙明;CAD系统中公差信息建模技术综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;2001年11期
10 闫艳,宁汝新;并行工程中的公差设计研究与开发[J];计算机集成制造系统-CIMS;2000年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡洁;基于变动几何约束网络的形位公差设计理论与方法的研究[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张开富;支持机翼无余量装配的容差分析技术研究[D];西北工业大学;2003年
2 胥志刚;机翼装配工艺分析支持系统研究与开发[D];西北工业大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨玺,范玉青;飞机构型控制技术初探[J];北京航空航天大学学报;2000年03期
2 王波;唐晓青;耿如军;;机械产品装配关系建模[J];北京航空航天大学学报;2010年01期
3 王亮;李东升;罗红宇;靳阳;;飞机装配数控柔性多点工装技术及应用[J];北京航空航天大学学报;2010年05期
4 郑洪涌;郑国磊;赵皇进;;三维公差分析中工程尺寸驱动原理与应用[J];北京航空航天大学学报;2012年01期
5 安恒;闫光荣;雷毅;;基于GB/T 24734的三维自动标注[J];北京航空航天大学学报;2012年03期
6 阎艳;余美琼;王国新;郝佳;;平面尺寸链公差分析算法研究[J];北京理工大学学报;2011年07期
7 王治平;;公差优化分配法在制造系统中的应用研究[J];长春理工大学学报;2010年09期
8 侯欣;李余兵;金隼;胡敏;;概念设计阶段车身装配尺寸链自动建立[J];传动技术;2008年01期
9 韩志远;王彤宇;程少东;;虚拟环境下的直线度公差表现形式的研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2011年02期
10 戴国洪;张向华;;面向虚拟装配公差建模方法的研究[J];江苏技术师范学院学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 邵毅;李原;张开富;杨海成;;基于CATIA的飞机虚拟装配分析与仿真系统开发[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
2 吴在东;肖海红;;二维相控阵雷达模块化结构设计与实现[A];2005年机械电子学学术会议论文集[C];2005年
3 匡兵;黄美发;钟艳如;;基于图论的装配公差建模方法[A];中国电子学会电子机械工程分会2007年机械电子学学术会议论文集[C];2007年
4 王利君;阎艳;王润鸿;;基于Pro/E的3D公差信息模型的实现[A];全国先进制造技术高层论坛暨第七届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2008年
5 王佰超;姜继春;王静;苗立琴;;基于UML的虚拟装配系统建模技术[A];全国先进制造技术高层论坛暨第八届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2009年
6 陈松涛;;蒙特卡洛法在尺寸链求解中的应用研究[A];江苏省计量测试学会2005年论文集[C];2005年
7 匡兵;;基于并行遗传算法的公差优化设计[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
8 王念东;刘毅;李文正;;大型飞机虚拟装配技术研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
9 连军;林忠钦;来新民;姚福生;陈关龙;;虚拟车身开发中的装配偏差仿真分析[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张秀芬;复杂产品可拆卸性分析与低碳结构进化设计技术研究[D];浙江大学;2011年
2 林小夏;产品设计、仿真与数控加工异构信息集成技术及应用研究[D];浙江大学;2011年
3 周炜;单元化装配规划关键技术研究[D];华东理工大学;2011年
4 王念东;集成化虚拟装配理论、方法及其在飞机总体布置中的应用[D];南京航空航天大学;2009年
5 陈阳平;基于数字样机的直升机协同设计研究与应用[D];南京航空航天大学;2010年
6 张丹;航天产品虚拟装配工艺设计技术及其应用基础研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 葛红玉;数控机床装配可靠性建模及控制技术研究[D];重庆大学;2011年
8 刘佳;面向维修的飞机总体布置设计技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 于海全;面向产品设计的虚拟维修技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 杨东梅;基于智能计算的虚拟装配工艺规划及相关技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘飞;基于Pro/E的装配公差设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李湛;产品装配规划算法的研究与实现[D];北方工业大学;2010年
3 曹佳红;乘用车仪表板的虚拟装配与工艺规划的研究[D];沈阳工业大学;2011年
4 文安旭;激光三维轮廓扫描系统研究[D];大连海事大学;2011年
5 马文涛;基于力反馈装置的虚拟装配人机交互研究[D];大连海事大学;2011年
6 黄岸仲;虚拟工厂规划中的关键技术的研究[D];杭州电子科技大学;2011年
7 李磊磊;基于Quest 3D虚拟装配技术的研究[D];兰州理工大学;2011年
8 诸葛夫坤;基于计算机辅助设计的尺寸精度研究[D];太原科技大学;2011年
9 都丽娜;计算机辅助精度设计技术研究[D];太原科技大学;2011年
10 王明波;车辆虚拟装配数据管理系统的开发与研究[D];山东理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张小萍;高岳林;;一种动态惯性权重的自适应粒子群优化算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年02期
2 王飞,杨湘龙,冯允成;虚拟现实仿真技术及在飞机装配中的应用[J];北京航空航天大学学报;2001年02期
3 梅中义;范玉青;;基于激光跟踪定位的部件对接柔性装配技术[J];北京航空航天大学学报;2009年01期
4 徐正光,王淑盛,刘冀伟,王志良,史立峰;基于主成分分析的核Fisher判别方法在油水识别中的应用[J];北京科技大学学报;2005年01期
5 钟剑峰;概率理论在尺寸链计算中的应用[J];电子机械工程;1996年05期
6 杨维,李歧强;粒子群优化算法综述[J];中国工程科学;2004年05期
7 田立中,马玉林,姬舒平;装配尺寸链自动生成的研究[J];工程设计;2000年04期
8 蔡敏,杨将新,吴昭同;方差分析法在鲁棒公差设计中的应用[J];工程设计;2001年01期
9 杨将新,吴昭同,顾大强;基于加工特征的成本—公差模型研究[J];工程设计;1995年03期
10 郭长虹,席平;基于UG的平面尺寸链的计算机辅助飞机公差设计[J];工程图学学报;2005年02期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 陈瑜;[N];科技日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 冯其强;数字工业摄影测量技术研究与实践[D];解放军信息工程大学;2010年
2 陈军;基于模板的汽车覆盖件冲压工艺快速设计关键技术研究[D];天津大学;2003年
3 陈曦;反求工程中基于点云的特征挖掘技术研究[D];浙江大学;2005年
4 田景成;工程CAD中模板技术的研究和应用[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2000年
5 杨剑峰;蚁群算法及其应用研究[D];浙江大学;2007年
6 茅健;基于数学定义的公差建模与误差评定技术的研究[D];浙江大学;2007年
7 朱伟东;反求工程中基于几何约束的模型重建理论及应用研究[D];浙江大学;2007年
8 王保丰;航天器交会对接和月球车导航中视觉测量关键技术研究与应用[D];解放军信息工程大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钟凯;组合式大尺寸测量系统研究[D];华中科技大学;2009年
2 王军辉;产品的虚拟装配过程[D];南京理工大学;2002年
3 边炳传;基于并行工程的装配模型及公差设计的研究[D];山东科技大学;2003年
4 游永彬;基于知识的计算机辅助飞机装配协调系统的研究与开发[D];西北工业大学;2004年
5 王哲兴;三维CAD系统中装配尺寸链提取及其实现技术的研究[D];浙江大学;2004年
6 吴方才;基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的公差设计[D];武汉理工大学;2005年
7 黄志东;关节式坐标测量机机械结构和测量误差研究[D];华中科技大学;2005年
8 石慧;基于约束模型的协同模板任务机制研究[D];合肥工业大学;2006年
9 张在学;飞机虚拟装配系统的研究[D];电子科技大学;2005年
10 李焕庆;面向虚拟装配的公差分析关键技术研究[D];南京理工大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 胡亚蓉;李祖志;;装配体的尺寸链分析[J];机电信息;2011年15期
2 郑小翠;金隼;陈伟;卢鹄;陈磊;;飞机起落架作动筒剩余行程偏差建模与容差优化[J];机械设计与研究;2011年02期
3 陈伟;李明慧;周曈;卢鹄;金隼;;基于数字化装配偏差建模的飞机舱段对接定位方案研究[J];机械设计与制造;2012年01期
4 张叶良;;汽车内饰零件间隙面差的二维校核方法[J];汽车零部件;2012年04期
5 刘皓;;道岔设计及制造公差的尺寸链分析[J];铁道建筑技术;2010年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 饶锡新;复杂装备系统开发方法研究与实践[D];南昌大学;2011年
2 刘楚辉;飞机机身数字化对接装配中的翼身交点加工关键技术研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 李仲辉;飞机装配容差优化设计方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 冯廷廷;基于MBD的飞机装配工艺规划与仿真[D];南京航空航天大学;2011年
3 姚澎涛;计算机辅助飞机制造容差优化设计技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 张岳飞;680燃机转子装配变形分析与控制研究[D];上海交通大学;2011年
5 李敬峰;基于健康工业设计理念的家庭用水方式研究[D];南京理工大学;2012年
6 陈崇;大功率交流传动货运机车整体驱动系统研究[D];西南交通大学;2008年
7 张宇鹏;混合动力汽车电池虚拟装配技术研究[D];吉林大学;2012年
8 范怡;基于非平行双目视觉的刚体自动对接系统的研究[D];南昌大学;2012年
9 卢小勇;基于激光跟踪仪的飞机部件对接调姿软件系统设计与开发[D];上海交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李斌,张根保,徐宗俊;有向功能关系图 OFRG 功能实现的代数方法[J];重庆大学学报(自然科学版);1999年01期
2 李原,张涛,曹哲,杨海成;支持操作的装配仿真技术研究[J];工程设计;2000年01期
3 李原,曹哲,张涛,杨海成;基于产品配合图的装配顺序自动规划[J];工程设计;2000年02期
4 胡洁,吴昭同;计算机辅助形位公差大小的最优分配[J];工程设计;2000年04期
5 谈士力,龚振邦;计算机辅助工艺规程设计系统的体系结构研究[J];工程设计;2001年01期
6 宋玉银,褚秀萍,蔡复之;基于广义键的产品可装配性模糊评价方法研究[J];高技术通讯;2000年07期
7 金天国,刘博;面向对象的夹具装配模型的建立[J];光学精密工程;2000年06期
8 王建杰;飞机装配型架总体结构分析[J];航空制造技术;2000年03期
9 刘强,王匀;汽车装配工艺规划及相关技术的探讨[J];黑龙江科技学院学报;2001年02期
10 邵锦文 ,张振家 ,冯国泰 ,马玉林;计算机装配工艺系统研究[J];航天制造技术;2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡洁;基于变动几何约束网络的形位公差设计理论与方法的研究[D];浙江大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周江奇,陈关龙,来新民,林忠钦;车身设计尺寸质量评价的装配尺寸链自动生成[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年05期
2 ;装配尺寸链 四、装配尺寸链计算方法(下)[J];现代制造工程;1984年05期
3 郝一舒,陈波,高汶栋;装配工艺尺寸链的自动生成[J];机械设计与制造;1999年04期
4 周恺;基于公理化设计的装配尺寸链生成方法[J];航天制造技术;2004年02期
5 ;文摘[J];机械与电子;1992年01期
6 王立明;;用尺寸链概念确定零件涂镀前尺寸[J];机械设计与制造;1988年04期
7 肖迪,王灿,何景熙;基于CAD软件的装配尺寸链自动分析[J];工程设计;2000年04期
8 沈剑英;对修配法解装配尺寸链的补充[J];嘉兴高等专科学校学报;1995年00期
9 侯永涛,顾寄南,黄娟;Pro/Engineer平台下装配尺寸链生成的研究[J];中国制造业信息化;2003年07期
10 赵军,于爱梅;浅析调整法求解装配尺寸链的方法[J];机械设计与制造工程;1998年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 匡兵;黄美发;钟艳如;;基于图论的装配公差建模方法[A];中国电子学会电子机械工程分会2007年机械电子学学术会议论文集[C];2007年
2 汪泳;武卫华;;图论原理在工程管理中的应用[A];中国公路学会’99学术交流论文集[C];1999年
3 蒋薇薇;鲁昌华;章其波;刘春;;基于图论的最小测试集的寻找[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
4 姜永发;张书亮;曾巧玲;闾国年;;基于图论的城市排水管网GIS空间数据模型研究[A];中国地理信息系统协会第八届年会论文集[C];2004年
5 张杰;吕向阳;韩宪法;白素芳;;基于图论的多热源环网水力工况分析研究[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年
6 张湘莉兰;苑波;骆志刚;;竞争与合作——复杂网络结构化形成的内因[A];第八届全国信息隐藏与多媒体安全学术大会湖南省计算机学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
7 丁国良;刘建;董洪洲;;基于图论的翅片管换热器三维仿真软件开发[A];制冷空调新技术进展——第三届制冷空调新技术研讨会论文集[C];2005年
8 李勤丰;;最大独立集在高校排课表系统中的应用[A];广西计算机学会2006年年会论文集[C];2006年
9 李旭;薛宾;;基于最小生成树的选址问题建模及其分析研究[A];GSM-R移动通信及无线电管理学术会议论文集[C];2006年
10 权俊杰;张建斌;;一种新型球面变胞机构铰链的设计与实现[A];第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文(摘要)集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 邓宗琦;图论开拓者[N];光明日报;2003年
2 记者 裴玥;中国具备市场经济的关键特征[N];国际商报;2004年
3 钟明善;《秦汉瓦当图论》序[N];陕西日报;2002年
4 施建国;专用代理 安全上网[N];中国计算机报;2004年
5 本报记者  李珂 通讯员  林文泰;图论“范定理”[N];福建日报;2006年
6 本报记者 李珂;数学图论高手的眷恋[N];福建日报;2008年
7 张彤;质疑100G优势[N];网络世界;2007年
8 本报记者;福大一项目获2005年国家自然科学奖二等奖[N];福建科技报;2006年
9 戴若·顾比陈静;阻力回撤行为[N];上海证券报;2008年
10 本报记者 姚志峰;贵州卫视《论道》打造高端对话平台[N];中华新闻报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张开富;飞机部件装配误差累积分析与容差优化方法研究[D];西北工业大学;2006年
2 王献芬;塔特对图论的贡献[D];河北师范大学;2010年
3 祝宝宣;代数图论中的若干问题[D];大连理工大学;2011年
4 霍红卫;遗传算法在图论和优化中的应用[D];西安电子科技大学;2000年
5 林德全;论教育叙事[D];华东师范大学;2005年
6 朱焱;图论中的Randi(?)指标与圈及其应用[D];山东大学;2010年
7 马润年;图论与神经网络的若干问题研究[D];西安电子科技大学;2002年
8 彭茂;图的控制集的一些相关问题的研究[D];上海交通大学;2008年
9 蒋红星;图的几类控制参数研究[D];上海大学;2009年
10 徐志霞;化学图论和网络图论的若干问题[D];新疆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴文;面向产品设计的公差设计方法研究[D];长安大学;2004年
2 龙翼;图论在排水管网优化方面的应用[D];西南交通大学;2003年
3 王波;机构结构类型综合及计算机自动生成[D];北京化工大学;2001年
4 齐培正;基于图论的多体动力学仿真[D];吉林大学;2006年
5 赵娜;关于图的色轨道多项式的研究[D];内蒙古大学;2008年
6 安红岩;图论在网络算法设计中的应用[D];成都理工大学;2003年
7 陈德清;基于图论的产品可拆卸性设计方法及应用研究[D];浙江大学;2003年
8 李洪然;基于图论的模糊聚类方法在地质灾害分区评价中的应用[D];吉林大学;2005年
9 冯艳;复杂环网方向后备保护最优配合断点集计算方法的研究[D];华北电力大学(河北);2005年
10 王吉平;城市道路网络系统可靠性研究[D];长安大学;2005年
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