飞机舱段对接装配容差分析建模及工艺优化

摘要

飞机舱段对接装配是飞机总装的重要环节，其装配准确度对于飞机机身的装配质量具有重要影响。容差分析和容差优化技术是优化装配工艺、提高装配质量的重要手段，得到了国内外工业界和学术界的高度重视。传统的容差分析和容差分配手段在很大程度上依赖于知识和经验，已经不能适应不断发展的飞机制造领域，因此需要进入更加精确和高效的容差分析手段。本文围绕飞机舱段对接装配问题，引入确定性定位偏差分析方法，研究舱段对接的定位基准方案选取、飞机舱段容差优化等关键技术，并在多个机型案例中得到应用验证。主要研究内容如下：
　　（1）基于确定性定位的飞机舱段对接容差分析建模
　　首先确定了影响飞机舱段对接质量的各种影响因素和舱段对接问题的表现形式，介绍了舱段对接一类问题的建模思路、算法理论和流程。使用确定性定位容差分析方法仿真舱段对接装配过程中的误差累积，建立舱段定位误差和制造误差对最终装配质量影响的计算模型。
　　（2）飞机舱段对接容差分配技术研究
　　在偏差分析模型的基础上，以典型舱段装配问题机头和前机身对接为例，从飞机装配控制要求出发，通过迭代确定了飞机舱段对接的各级容差分配方案，将对接控制要求分解到零件级，确定了各个零件的尺寸容差，并使用了VSA建立了容差分析模型，验证了分配结果的正确性和算法的可信度。
　　（3）飞机舱段装配工艺方案优化
　　研究飞机舱段对接和部段装配时，不同的定位基准和装配工艺选择对于机身装配准确度的影响。飞机的装配工艺方案对于装配质量有着重要影响，应用偏差分析模型分析对典型案例后机身装配进行容差分析，通过建立不同基准方案的偏差分析模型，在质量评价函数的帮助下，选择对于特定对接案例最适合的基准方案和装配工艺。
　　（4）飞机大部件装配容差优化
　　在飞机舱段零件容差设计中使用确定性定位代替概率法核算，计算按照经验和知识粗分配的容差是否满足对接协调准确度要求，并对超差尺寸进行敏感度分析，适当调整容差分配方案使之能够满足对接装配质量的要求。
　　综上所述，本文以飞机舱段对接问题为对象，将确定性定位容差分析方法引入飞机制造领域，针对舱段对接典型案例开展了装配偏差分析、容差分配、工艺选优、容差优化等工作，提高了容差分析的精度并且使得容差设计的过程更加方便。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和课题来源

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标和意义

1.4 论文结构与主要内容

第二章 飞机舱段对接装配偏差分析建模

2.1引言

2.2舱段对接问题特点

2.3确定性定位建模方法和关键尺寸的敏感度分析

2.4本章小结

第三章 飞机舱段对接典型案例装配偏差分析和容差分配

3.1引言

3.2案例描述

3.3装配偏差分析建模过程

3.4机头和前机身的装配偏差分析

3.5机头和前机身的容差分配和计算验证

3.6本章小结

第四章 飞机舱段对接典型案例容差优化和工艺选优

4.1 引言

4.2 案例描述

4.3容差分配方案优化

4.4装配工艺方案选优

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 主要研究工作和结论

5.2 创新点

5.3 研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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