[發明專利]一種機翼翼盒裝配間隙控制方法

有效

• 申請號: 202110378126.2
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112977876B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 梅標;楊永泰;徐大偉;王盟圣
• 申請（專利權）人: 泉州裝備制造研究所
• 主分類號: B64F5/10
• 分類號: B64F5/10;G06F30/23;G06F30/15
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳雪瑩

本發明公開了一種機翼翼盒裝配間隙控制方法，基于飛機外翼翼盒的骨架和壁板為金屬結構，且其實際裝配工藝以骨架外形為基準，裝配間隙主要分布在骨架與壁板之間的肋最大截面處，提出一種采用壓緊力、基于多截面約束的裝配間隙控制策略，在壓緊階段實現壁板與骨架的有效貼合；設計一種與壁板外形柔性接觸的裝配間隙控制裝置，包括前梁支座、后梁支座、壁板壓緊主體以及分段氣囊，在壁板壓緊主體與壁板外形接觸區域布置分段氣囊，通過分段氣囊依次充氣壓緊壁板消除裝配間隙；在裝配間隙控制裝置的多截面約束作用下壁板變形并向整體剛性較大的骨架貼合，據此將裝配間隙控制的物理過程等效為壁板在截面約束作用下的變形過程。

技術領域

本發明涉及數字化裝配制造技術領域，特別涉及一種機翼翼盒裝配間隙控制方法。

背景技術

飛機大部件裝配過程中極易產生誤差和變形，各誤差源在逐級裝配過程中不斷傳遞和累積。使得典型飛機大部件“機翼翼盒”的壁板與骨架均偏離其名義外形尺寸，兩者之間存在裝配間隙。在飛機機翼翼盒裝配中壁板與骨架對合后，需要在保證壁板與骨架盡可能貼合的情況下，采用自動化制孔設備完成大部分預連接孔的制孔和預連接操作。

發明內容

本發明要解決的技術問題，在于提供一種機翼翼盒裝配間隙控制裝置和裝配間隙控制方法，在飛機機翼翼盒裝配中壁板與骨架對合后，減少壁板與骨架間的裝配間隙。

第一方面，本發明提供了一種機翼翼盒裝配間隙控制裝置，包括至少一個間隙控制單元，每一所述間隙控制單元包括前梁支座、后梁支座、壁板壓緊主體以及多個分段氣囊；

所述前梁支座的一端與前梁定位工裝連接，所述后梁支座的一端與后梁定位工裝連接，所述壁板壓緊主體兩端分別與所述前梁支座和后梁支座的另一端固接，所述多個分段氣囊依次固設于所述壁板壓緊主體的弧形內側，所述壁板壓緊主體通過所述多個分段氣囊壓設于壁板外側，通過分段氣囊充氣后壓緊壁板消除裝配間隙。

進一步地，所述前梁支座和后梁支座可沿翼盒厚度方向在設置距離內移動，用于調節壁板壓緊主體與壁板間的距離。

進一步地，所述壁板壓緊主體為一弧形壓條，所述弧形壓條的弧度與壁板外形的弧度一致。

第二方面，本發明提供了一種機翼翼盒裝配間隙控制方法，需提供第一方面所述的裝置，所述方法包括：

步驟10、將裝配間隙控制過程等效為壁板與骨架連接的預連接點在壁板與骨架配合面法向自由度上相互約束的綜合效應，設所述裝置中的每一個間隙控制單元覆蓋m個預連接點，所述預連接點處的初始裝配間隙為v，

其中，v_m代表第m個預連接點處的裝配間隙；

步驟20、對名義尺寸的骨架和壁板執行有限元分析，根據影響系數法和彈性體變形連續性，計算作為裝配間隙控制點的壁板過約束預連接點的影響系數矩陣C，求逆后得到對應的剛度矩陣K：

其中，c_ij表示在第j個預連接點處施加單位力，引起的第i個預連接點處的位移，k_ij表示第j個預連接點處產生單位位移，需要第i個預連接點處施加的力，i,j∈[1,m]；

步驟30、構建裝配間隙與壓緊力約束之間的映射關系模型f_p＝Kv，

基于所述映射關系模型，計算出每個預連接點所需的壓緊力值，然后根據預連接點所需的壓緊力值，確定每一分段氣囊需產生的壓緊力f_s；

步驟40、根據每一分段氣囊需產生的壓緊力f_s和充氣壓力g_p之間的換算公式g_p＝gas(·)，得到充氣壓力值：