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某型飞机尾段装配工艺性及容差分析研究

张尧  
【摘要】:面向数字化装配的容差分析技术是验证容差分配合理性,提高装配准确度,保证一次性装配成功率的重要手段。容差分析的研究内容涉及装配工艺、容差建模、尺寸链提取以及容差分析计算等多个方面。对飞机部件容差分析的研究,不仅是对容差分析算法的应用,更是建立在对整个部件装配工艺研究的系统工程。本文以某型飞机尾段为研究对象,对其装配工艺和容差分析问题进行了系统的研究。 通过分析该型飞机尾段的制造工艺特点,研究了飞机尾段的装配工艺设计内容,明确了传统模式与数字化装配条件下装配结构划分、装配定位选择、装配基准确定和补偿方法应用等方面的区别,对飞机尾段平面类组件、双曲度壁板、门/盖类组件以及机身部件等典型组件与部件进行了装配协调方案的设计。 通过对飞机装配中的外形协调和交点协调两类协调准确度问题进行研究,分析了数字量传递协调对误差累积带来的有利影响,建立了飞机尾段结构中的蒙皮阶差控制和叉耳安装中心距控制两个典型协调问题的装配尺寸链。 基于特征的层次结构建立MBD容差模型,分析了关键特性的定义以及在结构树中的表示;基于CAA实现了容差信息的表达以及三维标注的提取,分析了尺寸链自动生成原理,并基于SQL Server完成了容差数据库的建立。 研究了极值法、概率法和蒙特卡洛法三种常用的容差分析算法,并对飞机尾段的典型外形协调尺寸链进行了计算,总结了三种容差分析算法的使用条件及优劣性。 对CATIA进行二次开发,设计开发了容差分析原型系统,实现了容差建模、三维标注提取、尺寸链读取和存储以及容差分析等功能。


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