基于Kriging與FPA的薄壁件夾具布局設(shè)計

李 誠，王仲奇，童 話，田少崗

（1. 西安愛生技術(shù)集團公司，西安 710065；2. 西北工業(yè)大學機電學院，西安 710072）

由于具有重量輕、強度高等優(yōu)勢，薄壁件廣泛應(yīng)用于航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域。然而典型薄壁結(jié)構(gòu)件多為大尺寸、弱剛性件，在僅受重力的情況下就會產(chǎn)生不可忽視的變形。零件裝配過程需使用夾具進行定位以保持穩(wěn)定性與位置確定性，而對于薄壁件而言，還需通過定位夾緊來限制變形。飛機裝配過程中造成產(chǎn)品裝配變形的因素繁多，其中裝夾就是一個很重要的因素，對于薄壁件影響更甚，由于裝夾所造成的裝配變形約占20%～60%。合理的夾具布局設(shè)計是減少薄壁件裝夾變形重要手段。對于薄壁件的夾具設(shè)計，Cai 等[1]提出了“N-2-1”定位原理，并證明相較于“3-2-1”原理，該定位原理更適用于薄壁件夾具設(shè)計。然而，應(yīng)用“N-2-1”定位原理進行薄壁件夾具設(shè)計的關(guān)鍵是如何確定最優(yōu)夾具定位布局使得薄壁件在定位過程中變形最小。

針對上述問題，國內(nèi)外學者進行了大量的研究。Lai 等[2]為了有效控制夾具定位點布局對薄壁件裝配變形的影響，結(jié)合有限元分析（FEA)構(gòu)建了基于遺傳算法(GA)的全局優(yōu)化方法確定薄壁件最優(yōu)夾具布局。Ahmad 等[3]以工件表面上節(jié)點法向變形總和最小為優(yōu)化目標，并結(jié)合遺傳算法和有限元分析對定位點的位置進行了優(yōu)化。Tatsumi 等[4]提出一種基于GA 的優(yōu)化方法搜索最優(yōu)的定位點布局使得工件加工過程中變形最小。Dou 等[5]將GA、改進型GA、粒子群算法(PSO)、改進型PSO 在夾具定位布局優(yōu)化中進行了應(yīng)用和對比，并證明改進型PSO 的收斂速度與穩(wěn)定性最佳。……