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支持机翼无余量装配的容差分析技术研究

作　者: 张开富
导　师: 杨海成
学　校: 西北工业大学
专　业: 航空宇航制造工程
关键词: 无余量装配容差分析容差语义信息模型装配尺寸链 CATIA CAA
分类号: V262.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 301次
引　用: 3次
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内容摘要

飞机产品具有很高的装配准确度要求。飞机的制造和装配误差是影响装配准确度的重要因素。容差和工艺余量分别是控制零件制造误差和补偿产品装配累积误差的重要参数。支持无余量装配的容差分析技术采用微分数学理论和计算机仿真手段，能够有效地解决由于误差积累而产生的修配、返工和报废等问题。本文结合某型飞机机翼装配，对支持无余量装配的容差分析技术进行研究，主要研究内容包括： 1)系统、深入地分析了飞机机翼研制中对容差分析与综合技术的技术需求和应用需求； 2)基于船体无余量装配技术的理论、方法和实践，提出了飞机产品无余量装配技术的概念、方法。 3)在详细分析常用的容差建模和飞机装配方法的特点和不足的基础上，提出了支持机翼无余量装配的容差建模方法，建立了相应的容差语义信息模型，本模型包含了装配单元之间的约束关系、父子装配单元之间的从属关系和零部件的余量、尺寸及其容差等信息。 4)基于支持无余量装配的容差语义信息模型，提出了计算机装配尺寸链生成算法，采用降维法和微分法完成了装配尺寸链的计算。分析了协调环修改对装配尺寸链的影响，推导了最大修配量的计算公式。 5)基于CATIA V5和CAA FOR CATIA V5，设计了支持机翼无余量装配的容差分析原型系统，并完成了部分功能的开发。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-16
  1.1 引言  9-10
  1.2 研究意义  10-11
    1.2.1 应用需求  10
    1.2.2 技术需求  10-11
  1.3 国内外研究现状综述  11-13
    1.3.1 无余量装配技术  11-12
    1.3.2 容差分析与综合技术  12-13
      1.3.2.1 容差建模  12
      1.3.2.2 容差分析  12-13
      1.3.2.3 容差综合  13
  1.4 选题依据  13-14
  1.5 公差与容差  14
  1.6 本文的研究内容  14-15
  1.7 章节安排  15-16
第二章机翼容差和余量设计的调研与分析  16-27
  2.1 引言  16
  2.2 误差、容差、工艺余量、协调性之间的关系  16-17
    2.2.1 误差、容差、工艺余量、协调性的定义  16-17
    2.2.2 误差、容差、工艺余量、协调性之间的关系  17
  2.3 容差设计分析  17-19
    2.3.1 设计依据  17
    2.3.2 影响容差设计的几个因素  17-18
    2.3.3 容差设计流程  18
    2.3.4 实例分析--某型飞机机翼外缘工艺容差分配  18-19
  2.4 工艺余量分析  19-21
    2.4.1 设计依据  19
    2.4.2 工艺余量补偿的应用范围  19-20
    2.4.3 工艺余量的确定原则  20
    2.4.4 某型飞机机翼的工艺余量方案和协调方案  20-21
    2.4.5 工艺余量设计中存在的问题  21
  2.5 机翼装配协调方案分析  21-25
    2.5.1 装配协调方案的编制依据  21
    2.5.2 编制原则  21-22
    2.5.3 主要的协调方法  22
    2.5.4 流程分析  22-24
    2.5.5 某型飞机机翼协调方案  24-25
    2.5.6 存在的问题  25
  2.6 综合分析  25-26
  2.7 小结  26-27
第三章支持机翼无余量装配的容差建模技术  27-42
  3.1 引言  27
  3.2 基本理论与方法  27-33
    3.2.1 容差建模方法  27-31
      3.2.1.1 基于CSG的容差建模方法  27-28
      3.2.1.2 基于B-rep的容差建模方法  28-29
      3.2.1.3 CSG与B-rep混合的容差建模法  29
      3.2.1.4 基于TTRS的容差建模方法  29-30
      3.2.1.5 基于特征的容差信息表示模型  30-31
    3.2.2 飞机装配方法  31-33
      3.2.2.1 装配基准  31-32
      3.2.2.2 定位方法  32-33
  3.3 无余量装配技术  33-36
    3.3.1 无余量装配的定义  33
    3.3.2 无余量装配的方法  33-35
    3.3.3 预修配达到以内型定位的机翼无余量装配  35-36
  3.4 支持无余量装配的容差建模方法  36-41
    3.4.1 模型的提出  36-37
    3.4.2 从属关系  37
    3.4.3 约束关系  37-38
    3.4.4 模型的类图描述  38-40
    3.4.5 实例分析  40-41
  3.5 小结  41-42
第四章计算机辅助尺寸链分析  42-53
  4.1 引言  42
  4.2 尺寸链分析  42-52
    4.2.1 尺寸链建立  43-46
      4.2.1.1 封闭环  43
      4.2.1.2 增环与减环的确定方法  43
      4.2.1.3 装配尺寸链的建立过程  43-44
      4.2.1.4 装配尺寸链生成的程序流程图  44
      4.2.1.5 实例分析  44-46
    4.2.2 尺寸链的计算  46-48
      4.2.2.1 线性尺寸链的计算  46
      4.2.2.2 平面尺寸链的计算  46-48
      4.2.2.3 空间尺寸链的计算  48
    4.2.3 协调环调整分析尺寸链  48-52
  4.3 小结  52-53
第五章原型系统设计与实现  53-69
  5.1 引言  53
  5.2 系统开发环境  53-61
    5.2.1 CATIA软件概述  53-55
    5.2.2 CATIA V5容差标注功能简述  55-56
    5.2.3 CATIA CAA V5开发过程  56-61
      5.2.3.1 CAA V5与Microsoft Visual C++6.0集成  57-58
      5.2.3.2 CAA中有关容差的几点信息  58-60
      5.2.3.3 CAA程序编译方法  60-61
  5.3 支持机翼无余量装配的容差分析原型系统设计  61-68
    5.3.1 系统体系结构  61-62
    5.3.2 功能描述  62-64
    5.3.3 数据结构描述  64-65
    5.3.4 系统工作流程描述  65-68
  5.4 小结  68-69
第六章结束语  69-71
  6.1 总结  69-70
  6.2 展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74-75

支持机翼无余量装配的容差分析技术研究

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