[发明专利]一种基于敏度分析的试验结构装配精度调控方法

说明书

本发明属于大型结构加载试验领域，提出一种基于敏度分析的试验结构装配精度调控方法。包括：获得试验平台关键几何标识信息，获得装配件关键几何标识信息，获得装配件在试验平台坐标系下实际位置，计算装配件的装配精度，判断装配精度是否满足要求。本发明可以通过采用三坐标测量机测量装配结构上和试验平台上基准点坐标，以获取装配件在试验平台坐标系下的关键几何标识信息；并分析装配结构关键几何标识与设计位置的敏度信息，获得向量形式的装配件位置调控方案，从而实现试验系统装配精度监控。本发明可有效降低系统间装配误差和测点位置误差所带来的测试精度损失，提升试验精度。

技术领域

本发明属于大型结构加载试验领域，提出一种基于敏度分析的装配精度调控方法。

背景技术

目前，地面考核接近承载极限且越来越关注大型试验的量化结果，导致试验系统的装配、测量的精度要求增高。大型结构试验台架、工装、试验件、加载装置和传感器等相互间的装配精度对试验结果影响较大。传统方式下装配精度依赖于技术人员个体技术水平，装配精度难以定量监控。

为解决上述问题，降低系统间装配误差和测点位置误差所带来的测试精度损失，需要新的装配精度调控方法，提升试验精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于敏度分析的装配精度调控方法，可定量监控大型试验系统级装配精度，并给出装配调控方案，有效降低系统间装配误差和测点位置误差所带来的测试精度损失，提升试验精度。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于敏度分析的装配精度调控方法，具体包括以下步骤：

1)获得试验平台关键几何标识信息

设计试验平台基准点，建立试验平台坐标系，使用三坐标测量机测量试验平台基准点坐标，计算三坐标测量机坐标系与试验平台坐标系转换关系矩阵，获得试验平台关键几何标识信息。

所述的确定两个坐标系转换关系矩阵的具体步骤为：

已知试验平台基准点在试验平台坐标系下的理论坐标，采用三坐标测量机测量试验平台两个基准点坐标，得到试验平台基准点在三坐标测量机坐标系下坐标信息，从而获得三坐标测量机坐标系与试验平台坐标系转换关系。

2)获得装配件关键几何标识信息

设计试验结构装配件基准点，通过三坐标测量机测量装配件基准点坐标，建立装配件坐标系，获得装配件关键几何标识信息。理论上装配件坐标系与试验平台坐标系为重合状态。

3)获得装配件在试验平台坐标系下实际位置

通过步骤1)得到的三坐标测量机坐标系与试验平台坐标系转换关系计算装配件基准点在试验平台坐标系下实际坐标数值，获得装配件在试验平台坐标系下实际位置。

4)计算装配件的装配精度

已知试验结构装配件在试验平台坐标系下的理论位置，将其与步骤3)得到的装配件在试验平台坐标系下实际位置进行比较，计算装配精度，即装配件坐标系原点在试验平台坐标系下坐标和装配件坐标系轴向量与试验平台坐标系轴向量夹角，也即调控向量，从而获得装配精度。

5)判断装配精度是否满足要求

如若精度不满足要求，则依据调控向量对装配件进行调控，然后重复第二步；如若精度满足要求，则装配结束。所述的精度判定条件为：范围1～5mm，角度0.1～0.5°。

步骤1)中所述的试验平台基准点和试验平台坐标系为实验设计阶段确定，并由高精度加工设备加工试验平台和基准点，以保证其精度。

步骤2)中所述的装配件基准点在实验设计阶段确定，并由高精度加工设备加工基准点，以保证其精度。