基于并聯裝配模型的飛機壁板件裝配偏差分析*

孫輝鵬，譚昌柏，安魯陵，王志國

（南京航空航天大學機電學院，南京 210016）

飛機壁板件是構成機身的主要部件，其裝配質量關系到飛機制造質量及性能，對其進行裝配偏差分析進而提高裝配質量具有重要意義。壁板件由大量弱剛性的柔性零件裝配而成，在進行裝配偏差分析時，不但要考慮剛體定位偏差的影響，還要考慮過約束定位及裝配力作用下柔性變形的影響。

針對柔性件的裝配偏差分析，需要借助有限元分析工具，早期的分析方法采用直接有限元蒙特卡洛仿真法，該方法簡單明了，且每次計算中能夠考慮貼合實際裝配過程的有限元分析，從而得到更精確的結果，但由于有限元分析非常耗費時間，這種方法計算成本很高，難以在實際中運用。Liu和Hu[1]提出了影響系數法，該方法基于小變形、線彈性的假設，通過構建敏感度矩陣，建立零件偏差輸入與裝配體回彈偏差輸出之間的線性關系，大大提高了柔性件裝配偏差分析的效率；同時，Merkley[2]、Bihlmaier[3]、Mortensen[4]提出了線性接觸模型，運用超元剛度矩陣方法來構建模型計算表達式，相較于通過單位力響應方法構建敏感度矩陣，超元剛度矩陣方法顯得更為靈活高效。

柔性件裝配過程可大致分為4步：定位、夾緊、焊（鉚）接、回彈釋放。Cai等[5]針對柔性件裝配特點，提出了“N-2-1”定位方案，即柔性件在“3-2-1”確定性定位基礎上，再施加“N-3”的過約束定位，該方案可有效降低柔性件在主平面內的法向變形。邢彥鋒等[6]通過對兩塊薄板件的裝配分析，進一步將柔性件裝配過程細化為7個子過程，綜合考慮了過約束定位及夾具釋放方式對最終裝配偏差的影響。……