[发明专利]一种考虑多物理场影响的装配容差分析与变形抑制方法

说明书

本发明公开了一种考虑多物理场影响的装配容差分析与变形抑制方法。该方法包括：基于柔性复杂结构的装配信息，对所述柔性复杂结构进行多物理场耦合下的装配仿真变形，输出装配变形信息；对所述柔性复杂结构进行虚拟装配，并添加误差信息；对添加误差信息后的虚拟装配进行容差分析，得到容差分析结果；根据所述容差分析结果判断装配误差是否满足要求；当判断所述装配误差不满足要求时，对所述装配误差进行优化。本发明在进行误差分析时综合考虑实际装配中受多物理场影响带来的装配变形以及零部件的几何误差，提高了容差分析的准确性，实现了大型柔性复杂结构的高精度装配。

技术领域

本发明涉及飞机装配技术领域，特别涉及一种考虑多物理场影响的装配容差分析与变形抑制方法。

背景技术

近些年来，随着数字化、信息化的高度发展，航空产品的更新换代不断加快，多功能、智能化、轻量化的航空产品逐渐步入大众视野，而装配质量直接决定着航空产品的实际服役性能，为了保证航空产品的实际性能，对装配的质量要求不断提高。飞机结构中存在着大量的典型柔性大部件，一般由复合材料制备而成，在实际装配过程中易于受到定位夹紧力、重力、温度等多物理场因素的影响，导致在装配过程中发生一定的变形，进而使得装配误差超差，使得装配不达标，导致产品报废，增加了生产成本。为了保证最终产品的实际服役性能，同时降低装配成本，对带有柔性大部件复杂结构的装配精度提出了更高的要求。

容差分析，又叫做容差验证，即已知装配零部件的公差，在装配过程中，因装配件的误差累积，在一定的技术条件要求下，分析与求解装配成功率或闭环尺寸公差的过程。作为一种典型的误差分析及调控方法，容差分析主要是基于尺寸链传递的原则，进行相应的误差计算与反馈，但是现有的容差分析方法不适用于带有柔性大部件的复杂结构，究其原因主要是在分析过程中仅仅考虑各个零部件自身的几何公差，而没有考虑部分柔性结构件在实际装配过程中因为多物理场因素的影响而带来的装配变形误差，进而使得最终分析的结果不准确。同时，现有的容差分析方法仅仅给出优化目标，而没有针对不同的优化目标提出相对应的控制方法，使得优化过程繁琐复杂，耗时耗力。

因此，在进行大型柔性复杂结构的装配误差分析时考虑多物理场因素带来的装配变形，同时根据优化目标提出相应的控制方法是十分有意义的.

发明内容

本发明的目的是一种考虑多物理场影响的装配容差分析与变形抑制方法，用以提高大型柔性复杂结构的装配精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种考虑多物理场影响的装配容差分析与变形抑制方法，包括：

基于柔性复杂结构的装配信息，对所述柔性复杂结构进行多物理场耦合下的装配仿真变形，输出装配变形信息；所述装配信息包括：零部件组成信息、工装信息、装配顺序信息、材料属性信息、装夹定位信息、装配力信息、零部件的几何误差信息和控制目标要求信息；

对所述柔性复杂结构进行虚拟装配，并添加误差信息；所述误差信息包括所述几何误差信息和所述装配变形信息；

对添加误差信息后的虚拟装配进行容差分析，得到容差分析结果；所述容差分析结果包括目标测量平均值、目标测量标准差以及各零部件特征的几何影响因子；

根据所述容差分析结果判断装配误差是否满足要求；

当判断所述装配误差不满足要求时，对所述装配误差进行优化。

可选地，对所述柔性复杂结构进行虚拟装配，具体包括：

基于所述柔性复杂结构的各零部件组成信息确定装配特征；所述装配特征包括点、线和面；

基于不同的装配特征采用不同的装配方法进行虚拟装配；所述装配方法包括六面装配、阶梯面装配和三点装配。

可选地，对添加误差信息后的虚拟装配进行容差分析，得到容差分析结果，具体包括：