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计算机辅助飞机制造容差优化设计技术

收藏本文 2024-03-03 点赞:26339 浏览:119415 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:互换协调是飞机制造工艺规划的中心问题,而合理的容差设计是实现互换协调的保证,影响飞机产品的制造质量、装配成功率和制造成本。我国飞机制造业的传统容差设计手段存在效率低、可靠性差等问题,已现代飞机制造的发展要求,制约飞机制造质量提升的瓶颈问题。现代航空制造技术的发展需求,在国家自然科学基金和江苏省博士后基金等支持下,对计算机辅助飞机制造容差优化设计技术了研究,主要研究工作和研究成果如下:飞机制造工艺特点,了基于规范化尺寸协调关系定义的容差表示模型。该模型集成了各结构单元制造中各尺寸协调传递的信息和容差信息,实现了基于树结构和邻接矩阵的尺寸协调关系的计算机表示模型,设计实现了具有良好结构性和准确性特点的尺寸协调工艺文件作为容差的外部表示模型。了基于规范化尺寸协调关系定义的制造协调路线图的自动生成算法。研究了飞机典型部件制造协调准确度分析技术。将飞机制造中具有协调特点的问题归纳为外形协调和交点协调两类,基于容差服从正态分布的检测设,建立了制造协调的准确度模型。基于概率模型推导了装配协调累积误差和成功率的计算公式。研究了基于蒙特卡罗法的尺寸链分析技术。实际生产中组成环尺寸呈现多种概率分布的特点,建立了尺寸链仿真和装配质量的数学模型,了双凸峰分布、三角分布等分布类型的尺寸随机抽样算法。研究了基于K-S检验的封闭环尺寸分布类型的自动判断及装配成功率、贡献率等装配质量性能的定量分析方法。了基于混合公差—成本模型的容差优化分配技术。多项式函数表示组成环公差带宽和不同加工方法相对成本的关系,求解尺寸链的相对加工成本,以此作为容差优化分配时的最小化成本,以产品装配要求作为约束条件,用遗传算法求解优化的组成环公差。在理论研究的基础上,开发了飞机制造容差分配决策系统,该系统已在某航空企业应用,大大提高了容差设计效率和正确性。关键词:计算机辅助公差设计论文规范化尺寸协调关系论文协调准确度论文蒙特卡罗法论文混合公差—成本模型论文

    摘要4-5

    Abstract5-13

    章 绪论13-18

    1.1 引言13

    1.2 研究目的及13-15

    1.3 国内外研究现状15-17

    1.4 研究内容17-18

    章 基于规范化尺寸协调关系定义的容差表示模型18-26

    2.1 引言18

    2.2 容差的计算机表示模型18-21

    2.2.1 尺寸协调关系的规范化定义18-19

    2.2.2 尺寸协调关系的计算机表示19-21

    2.3 容差的外部表示模型21-23

    2.4 制造协调路线图的自动生成23-25

    2.4.1 图符库23-24

    2.4.2 图符布局算法24-25

    2.5 小结25-26

    章 飞机典型部件制造协调准确度分析26-44

    3.1 引言26

    3.2 尺寸链累积误差解析计算方法26-29

    3.2.1 极值法计算累积误差27-28

    3.2.2 概率法计算累积误差28-29

    3.3 外形协调准确度分析29-30

    3.4 交点协调准确度分析30-35

    3.5 协调成功概率的计算方法35-40

    3.5.1 外形协调成功率计算36-37

    3.5.2 交点协调成功概率计算37-40

    3.6 实例分析40-43

    3.7 小结43-44

    章 基于蒙特卡罗法的尺寸链分析技术44-56

    4.1 引言44

    4.2 蒙特卡罗法概述44-45

    4.3 尺寸链蒙特卡罗法模拟的数学模型45-48

    4.4 组成环尺寸的随机抽样48-51

    4.5 封闭环误差概率分布的确定51-52

    4.6 蒙特卡罗法的误差估计52-53

    4.7 实例分析53-55

    4.8 小结55-56

    第五章 基于混合公差—成本模型的容差优化分配技术56-66

    5.1 引言56

    5.2 混合公差-成本建模56-60

    5.3 基于混合公差—成本模型的容差优化分配60-63

    5.3.1 容差优化分配数学模型60-61

    5.3.2 容差优化分配模型的遗传算法求解61-63

    5.4 实例分析63-64

    5.5 小结64-66

    第六章 飞机制造容差分配决策系统的开发66-73

    6.1 引言66

    6.2 系统的设计与开发66-68

    6.2.1 系统体系结构66-67

    6.2.2 系统功能67

    6.2.3 系统运行流程67-68

    6.3 系统功能的实例验证68-72

    6.3.1 系统界面68

    6.3.2 某型机前发排气舱活动罩与主减前防火墙整流罩外形协调实例验证68-70

    6.3.3 某型机防弹玻璃安装实例验证70-72

    6.4 小结72-73

    第七章 总结与展望73-75

    7.1 全文总结73-74

    7.2 工作展望74-75

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