成都飞机工业(集团)有限责任公司江源渊获国家专利权
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龙图腾网获悉成都飞机工业(集团)有限责任公司申请的专利一种翼面类大型薄壁件的调形装配方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118618625B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410635752.9,技术领域涉及:B64F5/10;该发明授权一种翼面类大型薄壁件的调形装配方法及装置是由江源渊;王飞;张强;周文强;李斌;蔡明;叶春瑶;熊西林设计研发完成,并于2024-05-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种翼面类大型薄壁件的调形装配方法及装置在说明书摘要公布了:本发明公开了一种翼面类大型薄壁件的调形装配方法及装置,基于装配目标位置,推导满足许用应力需求及装配误差范围的各个节点的最终姿态位置,并求解出节点的多组位置解。基于目标函数和约束条件对节点的多组位置解进行优化,满足装配误差范围,且薄壁件内应力最小,最终得到节点的最优位置解,得到薄壁件的最优姿态。通过移动各个节点,将薄壁件调整至最优姿态。最后,将薄壁件整体移动至装配体,将薄壁件与装配体贴合,完成最终装配。本发明通过求解薄壁件各调姿节点位置,保证各节点处所受内应力最小,进而保证装配过程中薄壁件不发生塑性形变,提升产品质量,具有较好的实用性。
本发明授权一种翼面类大型薄壁件的调形装配方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种翼面类大型薄壁件的调形装配方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1:在薄壁件的下端设置若干个用于调姿的节点; 步骤S2:分别测量薄壁件以及装配体的安装面上任意点在全局坐标系下的坐标,进而得到当前薄壁件的各节点的坐标以及装配体安装面上对应各节点的装配目标位置的坐标; 步骤S3:基于装配目标位置,移动薄壁件的各个节点,使薄壁件与安装体的装配面几何特征一致; 步骤S31:求解薄壁件根据装配目标位置校形后的内应力变化,并分析薄壁件内应力是否满足许用应力需求,若不满足,则推导满足许用应力需求及装配误差范围的各个节点的最终姿态位置,并求解出节点的多组位置解; 步骤S32:基于目标函数和约束条件对节点的多组位置解进行优化,满足装配误差范围,且薄壁件内应力最小,最终得到节点的最优位置解,得到薄壁件的最优姿态; 步骤S33:通过移动各个节点,将薄壁件调整至最优姿态; 步骤S4:将薄壁件整体移动至装配体,当薄壁件移动至距离装配体设定阈值时,则再次分别测量薄壁件和装配体的安装面的当前姿态,判断薄壁件的安装面的当前姿态是否满足需求,若不满足,则进入步骤S31,若满足,则将薄壁件与装配体贴合,完成最终装配;在步骤S31中,首先,建立校形模型,然后,基于校形模型分析薄壁件在调形后薄壁件内应力,以及基于校形模型求解出节点的多组位置解;包括以下步骤: Stp1:在全局坐标系下,薄壁件上任意位置用坐标Tat,bt,ct,θxt,θyt,θzt表示,受空间上各方向力与扭矩为LtFxt,Fyt,Fzt,Mxt,Myt,Mzt;将薄壁件以n个节点微分成n个单元,设薄壁件上某任意节点Sx,y,z,θxs,θys,θzs的内应力为LsFxs,Fys,Fzs,Mxs,Mys,Mzs,且关系如下: 其中:at,bt,ct表示在全局坐标系下,薄壁件上任意T的位置坐标; θxt、θyt、θzt分别表示在全局坐标系下,T点所在平面空间分别绕x、y、z轴的偏转角度; Fxt、Fyt、Fzt分别表示在全局坐标系下,T点分别受沿x、y、z轴方向的力; Mxt、Myt、Mzt分别表示在全局坐标系下,T点分别受绕x、y、z轴的扭矩; Stp2:设局部坐标系下每个节点S的应力值为 则全局坐标与局部坐标的旋转矩阵Rs如下: 其中:Rx表示绕x轴旋转矩阵; Ry表示绕y轴旋转矩阵; Rz表示绕z轴旋转矩阵; 局部坐标系与全局坐标系的负载的关系如下: 局部坐标系与全局坐标系的坐标关系如下: 其中:as,bs,cs表示在全局坐标系下,在变形后s点的位置坐标; a0,b0,c0表示在全局坐标系下,任意已知点的位置坐标; j表示在全局坐标系下,薄壁件上第j个点; S表示在全局坐标系下,薄壁件上第s个点; Rs-j表示j到s的旋转矩阵; 分别表示在局部坐标系下,S点分在x、y、z方向的最小变形量; Stp3:将第Si个节点在局部坐标系下的应力Ls及变形量[uxs,uys,uzs]归一化如下: 其中:mzs、mys、mxs分别表示在局部坐标系下归一化后,绕x、y、z轴的扭矩; n表示对薄壁件分了n个点; E表示材料弹性模量; L表示材料长度; fzs、fys、fxs表示在局部坐标系下归一化后,分别受沿x、y、z轴方向的力; uzs、uys、uxs表示在局部坐标系下归一化后,分在x、y、z方向的最小变形量; Uxs、Uys、Uzs表示在局部坐标系下,分在x、y、z方向的最小变形量; Stp4:上述Fxs,Fys,Fzs,Mxs,Mys,Mzs及uxs,uys,uzs,mxs,mys,mzs满足空间梁约束模型的力-位移关系: 其中:H1-H6分别表示无量纲的梁特性系数; T表示薄壁件厚度; G表示材料特性系数; μ表示材料泊松比; 将公式1-公式5代入公式7-公式9进行推导,则只要已知薄壁件任意点的参数Fx,Fy,Fz,x,y,z中的任意三个,则另外三个参数即可求解得到。
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