[发明专利]一种基于薄壁零件外模线控制的装配间隙确定方法

权利要求书

1.一种基于飞机薄壁零件外模线控制的装配间隙确定方法，其特征在于，先使用数字化测量设备获取要装配零件的初始形状，然后通过构建实测的有限元模型来分析装配过程，最后通过装配后的形状计算装配间隙加垫量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是它包括以下步骤：

第一步：使用数字化测量系统获取要装配零件的初始形状；

步骤1.1：使用三维激光扫描仪获取骨架、内模线和外模线的几何信息或实际预装配形状；

步骤1.2：对得到的密集点云进行平滑和抽取；

步骤1.3：对采集到的点云进行分块和特征重构，从而得到骨架和蒙皮或壁板的实测模型；

第二步：通过构建实测的有限元模型来分析装配过程；

步骤2.1：统一实测数据点坐标到全局坐标系，进行基于刚性假设的装配拟合；通过零件的定位面、定位孔等定位特征，建立零件间、零件与夹具间的定位关系，计算坐标转换矩阵，通过坐标转化关系统一坐标系；

步骤2.2：在外模线柔性最佳拟合中将实测模型的外模线与理论外模线匹配，来模拟装配需要到达的理想状态；

第三步：通过装配后的形状计算装配间隙加垫量；

计算在实测模型的外模线与理论外模线重合状态下内模线与骨架之间的间隙量；然后计算零件的灵敏度矩阵和总体刚度矩阵，就可以得出在外模线与理论外模线重合状态下内模线与骨架之间的间隙量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是使用数字化测量系统获取骨架、内模线和外模线的几何信息或实际预装配形状，测量采集得到点云数据，然后对点云数据进行去噪、精简和分块处理并采用NURBS曲面拟合方法进行重构，从而得到骨架和蒙皮或壁板的实测模型。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征是通过基于刚性假设的拟合过程和基于柔性最佳拟合两个步骤对装配过程进行分析以保证薄壁零件装配过程中定位拟合的准确性和有效性；刚体假设拟合时，首先通过零件的定位面、定位孔的定位特征，采用两孔一面定位，建立零件间、零件与夹具间的定位关系，计算坐标转换矩阵，通过坐标转化关系统一坐标系；在基于刚体假设的初始定位完成后，进行基于外模线的柔性最佳拟合，建立基于三角化网格单元的有限元模型，该模型反映了柔性最佳拟合前的实际形状和材料特性，然后在刚体假设的初始定位特征的基础上，重新定义一组外模线约束作为位移边界条件，以模拟装配完成后外模线的控制；柔性拟合完成，即生成变形几何图形或预测的装配后形状，就进行数学计算分析，得到外模线偏差的定义以及内模线与骨架之间的间隙，然后计算零件的灵敏度矩阵和总体刚度矩阵，得出在外模线与理论外模线重合状态下内模线与骨架之间的间隙量。