[发明专利]一种飞机框类零件装配应力检测与控制方法

摘要

一种飞机框类零件装配应力检测与控制方法，它有六大步骤：步骤一：确定三向力传感器的安装位置及数量；步骤二：定量分析确定框类零件的装配应力容差极限；步骤三：设计装配应力的检测元件--三向力传感器；步骤四：将三向力传感器安装至框类零件定位器；步骤五：观察框类零件的装配应力变化；步骤六：调整装配工艺措施以控制框类零件装配应力水平。本发明解决了飞机框类零件在机身部件装配过程中由于强迫装配造成的装配应力过大的装配难题，实现了飞机框类零件装配应力的检测与控制的目标。

主权项

一种飞机框类零件装配应力检测与控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一：确定三向力传感器的安装位置及数量三向力传感器检测到的数据要真实反映框类零件的装配应力水平，因此其安装位置要尽量靠近框类零件；框类零件的装配质量衡量标准是其上各关键位置即翼身交点孔、机身对接面、框外缘处的装配准确度、结构强度及疲劳寿命，因此需要控制这些位置的装配应力水平；最终确定三向力传感器的数量为6个，安装位置在框类零件定位器的接头与滑枕之间；步骤二：定量分析确定框类零件的装配应力容差极限根据机身部件装配工艺要求及框类零件材料性能，在有限元分析软件下对框类零件进行建模、仿真、分析，定量计算出框类零件的装配应力容差极限；其具体实现过程如下：（1）在有限元分析软件下导入飞机框类零件的三维几何模型，并选定模型材料为钛合金；（2）框类零件定位器接头的位置及外形始终不变，设定框类零件的边界约束条件‑‑与各定位器接头直接接触的框类零件部分的位移保持不变；（3）飞机框类零件刚度很大，其装配变形属于弹性变形范畴，因此选定变形方式为线性变形；（4）在框类零件各关键位置处沿X向施加均布载荷，观察其装配变形情况；（5）为保证框类零件的装配质量，装配工艺要求其最大装配变形不超过0.1mm，因此在加载过程中，当框类零件的最大装配变形达到0.1mm时，所对应施加的载荷即为框类零件的X向装配应力容差极限；（6）改变施加载荷的方向，重复进行（4）、（5），得出框类零件的Y、Z向装配应力容差极限；步骤三：设计装配应力的检测元件一三向力传感器根据框类零件的装配应力容差极限、三向力传感器与工装定位器的连接形式以及三向力传感器的安全使用条件，对三向力传感器进行设计；根据框类零 件的各向装配应力容差极限来选定三向力传感器的各向量程，各向量程=各向装配应力容差极限×1.5；根据三向力传感器与工装定位器的连接形式来设计传感器两端面的结构；传感器的整体结构及其选材要满足传感器的各项安全使用条件；步骤四：将三向力传感器安装至框类零件定位器将三向力传感器安装至工装整体骨架的框类零件定位器上，完成与采集设备及工控机之间的接线，并进行相应的调试工作；所述的调试工作的步骤包括：（1）在飞机坐标系下，利用激光跟踪仪将安装了三向力传感器的工装定位器的端面调平；（2）调平后，在工控机操作界面将应力显示值清零；步骤五：观察框类零件的装配应力变化在装配过程中，工人通过工控机操作界面的传感器各向载荷显示值来实时观察框类零件的装配应力变化；步骤六：调整装配工艺措施以控制框类零件装配应力水平工人按照既定的装配工艺进行机身部件装配，同时根据框类零件的装配应力变化适当调整装配工艺措施，确保框类零件的装配应力不超过其装配应力容差极限，直至完成机身部件装配，实现框类零件的低应力装配。