本文關(guān)鍵詞：機翼整體壁板噴丸成形預應力夾具設(shè)計研究

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【摘要】：飛機機翼整體壁板預應力噴丸成形是現(xiàn)代飛機制造的一項關(guān)鍵技術(shù),是大飛機制造過程中不可逾越的工藝階段。與國外先進飛機制造廠商掌握了比較成熟的預應力噴丸成形技術(shù)相比,我國還處于學習、攻堅階段,技術(shù)水平還比較落后。在國家大飛機研制戰(zhàn)略中,該技術(shù)是制約機翼壁板制造的瓶頸之一,亟待突破。預應力夾具是飛機機翼整體壁板預應力噴丸成形技術(shù)中一個重要的輔助機構(gòu),是我國大飛機研制項目中“C919客機機翼整體壁板噴丸成形技術(shù)研究”課題中的子課題。本項目研究的目的就是要進行預應力夾具的技術(shù)創(chuàng)新,改變以往手工預應力加載方式和極低的生產(chǎn)效率狀態(tài),設(shè)計出具有自動化調(diào)整功能和柔性功能的新型自動化預應力夾具。首先按照用戶關(guān)于預應力夾具需具備自動化和柔性兩個方面的要求,結(jié)合預應力加載對象(C919客機機翼下部中段整體壁板,以下簡稱“機翼整體壁板”)的特性、噴丸成形工藝過程、噴丸機床結(jié)構(gòu)特點、預應力加載工藝規(guī)劃以及用戶要求,提出預應力夾具的總體設(shè)計方案�？傮w設(shè)計方案包含加載站位規(guī)劃、動力選用方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、傳動機構(gòu)方案設(shè)計、控制系統(tǒng)方案設(shè)計,并提出切實可行的解決方案。然后詳細描述在求解機翼整體壁板預應力過程中的有限元數(shù)學建模、幾何模型的簡化與構(gòu)建、網(wǎng)格的劃分、單元類型的選擇、零部件間連接的處理、邊界條件的設(shè)置等重要的有限元建模過程,并依據(jù)實際參數(shù)求解機翼整體壁板各個肋站位處的預應力值。接著進行氣動預應力夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括對機構(gòu)進行受力分析、施力機構(gòu)和承力機構(gòu)的設(shè)計、立柱的設(shè)計、框架的設(shè)計。設(shè)計出一套滿足柔性、剛度和減重要求的預應力夾具結(jié)構(gòu)。最后進行預應力夾具的氣動控制設(shè)計,包括單動控制設(shè)計、聯(lián)動控制設(shè)計和組合控制設(shè)計,并對氣動成品進行設(shè)計選型,設(shè)計滿足氣動自動化要求的氣動控制系統(tǒng)。依據(jù)本文之前闡述的設(shè)計方案,研制出一套機翼整體壁板氣動預應力夾具,通過多次預應力加載試驗和驗證,結(jié)果表明本項目達到了全面設(shè)計指標要求。本項目的成功應用對后續(xù)各型號大飛機機翼整體壁板預應力夾具的設(shè)計具有重要的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：機翼整體壁板 噴丸成形 氣動 預應力夾具 Abaqus
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V261
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 噴丸成形預應力夾具技術(shù)及其發(fā)展研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 機翼整體壁板介紹14-15
• 1.2.2 噴丸成形介紹15
• 1.2.3 預應力夾具介紹15-16
• 1.2.4 國外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.5 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 論文來源19-21
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 第2章 總體設(shè)計方案22-36
• 2.1 C919機翼整體壁板介紹22-23
• 2.2 噴丸成形工藝研究23-25
• 2.3 噴丸機床結(jié)構(gòu)特點25-26
• 2.4 預應力加載26-27
• 2.5 用戶需求27-29
• 2.6 預應力夾具總體設(shè)計方案29-35
• 2.6.1 加載站位規(guī)劃29-32
• 2.6.2 動力選用方案設(shè)計32-33
• 2.6.3 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計33-34
• 2.6.4 傳動機構(gòu)方案設(shè)計34-35
• 2.6.5 控制系統(tǒng)方案設(shè)計35
• 2.7 本章小結(jié)35-36
• 第3章 基于有限元的預應力求解研究36-51
• 3.1 整體壁板的有限元力學數(shù)學模型的建立36-38
• 3.2 有限元軟件ABAQUS介紹38-40
• 3.2.1 人機界面介紹38-39
• 3.2.2 分析模塊介紹39-40
• 3.3 幾何模型清理、簡化與構(gòu)造40-42
• 3.3.1 幾何模型的清理和簡化40-41
• 3.3.2 構(gòu)件的等效處理41-42
• 3.4 有限元建模42-45
• 3.4.1 網(wǎng)格劃分42-43
• 3.4.2 選取合適的單元類型43-44
• 3.4.3 不同構(gòu)件的連接處理44-45
• 3.4.4 邊界設(shè)置45
• 3.5 求解結(jié)果45-48
• 3.5.1 最小預應力的求解46
• 3.5.2 最大預應力的求解46-47
• 3.5.3 全域預應力的求解47-48
• 3.6 結(jié)果評估48-50
• 3.6.1 位移的連續(xù)性診斷分析48-49
• 3.6.2 應力的連續(xù)性診斷分析49
• 3.6.3 不同離散程度的計算差異性分析49-50
• 3.6.4 不同單元類型的計算差異性分析50
• 3.6.5 不同連接類型的計算差異性分析50
• 3.7 本章小結(jié)50-51
• 第4章 預應力夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計51-62
• 4.1 機構(gòu)設(shè)計51-57
• 4.1.1 機構(gòu)受力分析51-53
• 4.1.2 施力機構(gòu)設(shè)計53-55
• 4.1.3 承力機構(gòu)設(shè)計55-57
• 4.2 立柱設(shè)計57-60
• 4.3 框架設(shè)計60-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第5章 氣動控制設(shè)計62-67
• 5.1 單動控制62-63
• 5.2 聯(lián)動控制63
• 5.3 組合控制63-64
• 5.4 氣動執(zhí)行件選型64-65
• 5.4.1 施力機構(gòu)成品件選型64-65
• 5.4.2 氣馬達選型65
• 5.5 用氣量計算和氣動管路設(shè)計65-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第6章 預應力加載試驗67-71
• 6.1 單個肋站位預應力加載試驗67-68
• 6.2 單個肋站位預應力加載試驗68-70
• 6.3 本章小結(jié)70-71
• 第7章 總結(jié)與展望71-73
• 7.1 論文工作總結(jié)71-72
• 7.2 未來工作展望72-73
• 參考文獻73-75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 尚建勤;曾元松;;噴丸成形技術(shù)及未來發(fā)展與思考[J];航空制造技術(shù);2010年16期

2 唐乾偉;;數(shù)控噴丸強化與數(shù)字化噴丸成形加工技術(shù)的應用[J];航空制造技術(shù);2007年05期

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本文編號：1119648