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            ○ 劉霞博士答辯公告
            (作者: 來源:機電學院 訪問量:1963 發表時間:2019-03-20)

            答辯博士:劉霞

            指導教師:安魯陵  教授

            論文題目:飛機柔性件多工位裝配偏差分析與控制技術基礎研究

            答辯委員會:

            主席:湯文成  教授/博導  東南大學

            委員:李東波  教授/博導  南京理工大學

            周來水  教授/博導  南京航空航天大學

            張麗艷  教授/博導  南京航空航天大學

               教授/博導  南京航空航天大學

            王小平  教授/博導  南京航空航天大學

                        安魯陵 教授/博導  南京航空航天大學

            秘書:王志國  副教授/碩導  南京航空航天大學

            答辯時間:20193249:00

            地點:南航明故宮校區15#425

             

            飛機結構中包含了大量的在裝配過程中易發生變形的柔性鈑金件,此類柔性件的裝配質量直接影響飛機的氣動外形準確度。然而,在飛機柔性件裝配中,由于工藝剛度小、連接面多、受力復雜、裝配層次復雜、工位數量多等特點,導致生產中存在裝配偏差大且難以準確預測和有效減小等問題。鑒于此,本文對飛機柔性件多工位裝配偏差的分析與控制展開了研究。

            主要研究成果與創新點如下:

            1)提出了飛機柔性件多工位裝配偏差的建模方法。結合飛機柔性件裝配的工藝和工裝特點,考慮零件變形及其剛體運動引起的偏差,建立了涵蓋串聯和并聯裝配的剛柔混合的裝配偏差狀態空間模型。其中將零件變形納入了DA孔定位的偏差模型中。針對偏差源取值的不確定性,建立了基于蒙特卡洛法的統計偏差模型。通過機身壁板件裝配實例,驗證了該偏差建模方法的合理性和可靠性。

            2提出了飛機柔性件多工位裝配夾具布局優化方法,以減小由鉚接力攝動引起的裝配偏差。根據飛機柔性件多工位裝配偏差模型,運用統計學原理,構造了考慮鉚接力攝動隨機性的確定的目標函數,減小了迭代求解的計算量。提出了基于仿電磁學算法和遺傳算法的混合算法的求解方法,并采用了一次劃分有限元網格和一次提取剛度及系數矩陣的策略,來提高求解精度和效率。通過實例驗證了該夾具布局優化方法的有效性。

            3)提出了飛機柔性件多工位裝配夾具主動誤差補償方法。以可調定位器的調節量作為補償量,提出了主動誤差補償的前饋控制策略,建立了包括偏差測量、補償量計算和實施三個模塊的誤差補償系統。對于最優補償量的計算,基于柔性件多工位裝配偏差模型,建立了有約束的多目標二次規劃模型;提出了包含分層序列法、有效集法和局部枚舉法的求解方法。對于多工位誤差補償系統的多次測量和計算,引入了補償量的更新機制。設計了柔性件多工位裝配實驗,驗證了該夾具主動誤差補償方法在減小裝配偏差上的有效性、適用性和優越性。

            4)提出了飛機柔性件多工位裝配夾具公差設計方法。針對夾具上卡板工作型面偏差的形成機理,考慮卡板重力影響,提出了其通過多個孔--孔接頭定位(或裝配)的公差分析方法。其中,將裝配可行性判斷和定位偏差計算轉換為搜索和優化問題,提出了融合粒子群算法、線性規劃、二分法等算法的求解方法;通過實例驗證了該公差分析方法的準確性和可靠性。根據飛機柔性件多工位裝配偏差模型,提出了基于多層次敏感度的夾具公差設計評價方法。在此基礎上,對敏感度最大的工位,采用離散取值的方法,得到了夾具制造公差與夾具公差評價指標的關系,給出了夾具公差設計的方法和思路。

             

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