[發明專利]一種考慮多物理場影響的裝配容差分析與變形抑制方法

在審

• 申請號: 202211532357.5
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN116227047A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 駱彬;牛英杰;李嶺博;程暉;劉馳南
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F17/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 常祖正

本發明公開了一種考慮多物理場影響的裝配容差分析與變形抑制方法。該方法包括：基于柔性復雜結構的裝配信息，對所述柔性復雜結構進行多物理場耦合下的裝配仿真變形，輸出裝配變形信息；對所述柔性復雜結構進行虛擬裝配，并添加誤差信息；對添加誤差信息后的虛擬裝配進行容差分析，得到容差分析結果；根據所述容差分析結果判斷裝配誤差是否滿足要求；當判斷所述裝配誤差不滿足要求時，對所述裝配誤差進行優化。本發明在進行誤差分析時綜合考慮實際裝配中受多物理場影響帶來的裝配變形以及零部件的幾何誤差，提高了容差分析的準確性，實現了大型柔性復雜結構的高精度裝配。

技術領域

本發明涉及飛機裝配技術領域，特別涉及一種考慮多物理場影響的裝配容差分析與變形抑制方法。

背景技術

近些年來，隨著數字化、信息化的高度發展，航空產品的更新換代不斷加快，多功能、智能化、輕量化的航空產品逐漸步入大眾視野，而裝配質量直接決定著航空產品的實際服役性能，為了保證航空產品的實際性能，對裝配的質量要求不斷提高。飛機結構中存在著大量的典型柔性大部件，一般由復合材料制備而成，在實際裝配過程中易于受到定位夾緊力、重力、溫度等多物理場因素的影響，導致在裝配過程中發生一定的變形，進而使得裝配誤差超差，使得裝配不達標，導致產品報廢，增加了生產成本。為了保證最終產品的實際服役性能，同時降低裝配成本，對帶有柔性大部件復雜結構的裝配精度提出了更高的要求。

容差分析，又叫做容差驗證，即已知裝配零部件的公差，在裝配過程中，因裝配件的誤差累積，在一定的技術條件要求下，分析與求解裝配成功率或閉環尺寸公差的過程。作為一種典型的誤差分析及調控方法，容差分析主要是基于尺寸鏈傳遞的原則，進行相應的誤差計算與反饋，但是現有的容差分析方法不適用于帶有柔性大部件的復雜結構，究其原因主要是在分析過程中僅僅考慮各個零部件自身的幾何公差，而沒有考慮部分柔性結構件在實際裝配過程中因為多物理場因素的影響而帶來的裝配變形誤差，進而使得最終分析的結果不準確。同時，現有的容差分析方法僅僅給出優化目標，而沒有針對不同的優化目標提出相對應的控制方法，使得優化過程繁瑣復雜，耗時耗力。

因此，在進行大型柔性復雜結構的裝配誤差分析時考慮多物理場因素帶來的裝配變形，同時根據優化目標提出相應的控制方法是十分有意義的.

發明內容

本發明的目的是一種考慮多物理場影響的裝配容差分析與變形抑制方法，用以提高大型柔性復雜結構的裝配精度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種考慮多物理場影響的裝配容差分析與變形抑制方法，包括：

基于柔性復雜結構的裝配信息，對所述柔性復雜結構進行多物理場耦合下的裝配仿真變形，輸出裝配變形信息；所述裝配信息包括：零部件組成信息、工裝信息、裝配順序信息、材料屬性信息、裝夾定位信息、裝配力信息、零部件的幾何誤差信息和控制目標要求信息；

對所述柔性復雜結構進行虛擬裝配，并添加誤差信息；所述誤差信息包括所述幾何誤差信息和所述裝配變形信息；

對添加誤差信息后的虛擬裝配進行容差分析，得到容差分析結果；所述容差分析結果包括目標測量平均值、目標測量標準差以及各零部件特征的幾何影響因子；

根據所述容差分析結果判斷裝配誤差是否滿足要求；

當判斷所述裝配誤差不滿足要求時，對所述裝配誤差進行優化。

可選地，對所述柔性復雜結構進行虛擬裝配，具體包括：

基于所述柔性復雜結構的各零部件組成信息確定裝配特征；所述裝配特征包括點、線和面；

基于不同的裝配特征采用不同的裝配方法進行虛擬裝配；所述裝配方法包括六面裝配、階梯面裝配和三點裝配。

可選地，對添加誤差信息后的虛擬裝配進行容差分析，得到容差分析結果，具體包括：