發(fā)布時間：2020-06-02 13:05

【摘要】：大飛機(jī)是現(xiàn)代制造業(yè)的一顆明珠,也是一個國家科技、工業(yè)綜合水平的集中體現(xiàn)。近年來,隨著全球各大航空企業(yè)對大飛機(jī)的要求逐漸提高,復(fù)合材料在飛機(jī)上所占用機(jī)身結(jié)構(gòu)的應(yīng)用比例已經(jīng)成了衡量大型客機(jī)是否先進(jìn)的重要標(biāo)準(zhǔn)。本文基于某機(jī)的碳纖維復(fù)合材料后機(jī)身段,對其制造加工方法、裝配工藝流程以及工裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析,并通過三維數(shù)字化虛擬仿真技術(shù)對其裝配流程進(jìn)行干涉檢查與路徑優(yōu)化。本文對某型大型飛機(jī)的后機(jī)身前段進(jìn)行裝配工藝分析。在該后機(jī)身前段中的構(gòu)件,基本全部采用碳纖維復(fù)合材料,僅有一個氣密壓力隔框和部分連接件、緊固件采用的是金屬材料。本文以該機(jī)后機(jī)身前段為基礎(chǔ),主要研究了其結(jié)構(gòu)布置、材料的鋪層方式;對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分,將其劃分為各個部件,并對各個部件的部裝設(shè)計(jì)了簡易工裝以及對部裝的裝配流程進(jìn)行了設(shè)計(jì);針對該種材料的大型壁板在自動鉆鉚技術(shù)中進(jìn)行了分析與優(yōu)化,通過對自動鉆鉚技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了針對碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行制孔的鉆頭,而且還針對復(fù)合材料大型壁板在自動鉆鉚機(jī)上的定位誤差的來源進(jìn)行了分析并對定位精度進(jìn)行了優(yōu)化;針對后機(jī)身前段的總裝裝配進(jìn)行了工藝分析、裝配流程設(shè)計(jì),并對總裝的裝配型架進(jìn)行了設(shè)計(jì);然后對后機(jī)身前段的總裝做了虛擬裝配仿真,其中包括裝配前的前期準(zhǔn)備、裝配路徑選擇、具體裝配流程、裝配干涉檢查以及人機(jī)工程技術(shù)。本文對該碳纖維復(fù)合材料后機(jī)身的裝配從全方位進(jìn)行了工藝分析與設(shè)計(jì),并提出了很多具有建設(shè)性的優(yōu)化與改進(jìn)。我國的飛機(jī)數(shù)字化制造技術(shù)在裝配仿真和布局規(guī)劃方向已經(jīng)趨于成熟,針對我國在碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于大飛機(jī)的初始階段的現(xiàn)狀具有廣闊的應(yīng)用空間,本文通過對碳纖維復(fù)合材料后機(jī)身的裝配工藝分析,整合出適用于該種材料的制造、裝配的工藝,為未來在碳纖維復(fù)合材料大飛機(jī)提供更多的研究方向和參考依據(jù)。
【圖文】：

沈陽航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 緒 論義現(xiàn)代制造業(yè)中十分重要的一部分，是現(xiàn)代高新技術(shù)的集動其他產(chǎn)業(yè)的集體發(fā)展，如新材料、現(xiàn)代制造、先進(jìn)動等領(lǐng)域[2]。具有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，在航空工業(yè)領(lǐng)域每投資 1能夠產(chǎn)出八倍效益，由此可見大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)上飛機(jī)產(chǎn)業(yè)還帶動了多個基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，如流體力學(xué)、等。大飛機(jī)帶動學(xué)科與產(chǎn)業(yè)如圖 1.1 所示。大飛機(jī)的發(fā)同發(fā)展，滿足國家創(chuàng)新建設(shè)需要，還有其他重要意義。

圖 1.2 波音 B787 機(jī)身結(jié)構(gòu)材料及占比到了上世紀(jì)的 80 年代，預(yù)浸料-熱壓罐整體的成型工藝趨于完善，而高性能的碳纖術(shù)也已經(jīng)開始走向成熟，世界先進(jìn)企業(yè)已經(jīng)開始將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于部分主承構(gòu)，其中包括機(jī)身、機(jī)翼等尺寸大、受力大的部件[15]。在 1976 年，原美國麥道公在 F/A-18 的機(jī)翼上率先應(yīng)用了復(fù)合材料，且用量達(dá)到了機(jī)體重量的 13%[16]。隨后維復(fù)合材料又應(yīng)用于 F-16 戰(zhàn)機(jī) BLOCK50 的機(jī)翼上。再后來的 F-22 戰(zhàn)斗機(jī)上，已碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用比例提高到了機(jī)身重量的 22%。在當(dāng)前的西方發(fā)達(dá)國家，碳復(fù)合材料在軍用飛機(jī)上面的使用量已經(jīng)達(dá)到了機(jī)體結(jié)構(gòu)總重量的 20%-50%。在民用上面，波音公司的 B777 采用了基體總重 11%的復(fù)合材料，其尾翼結(jié)構(gòu)全部采用的維復(fù)合材料，B777 機(jī)翼的翼面和翼盒構(gòu)件全部是通過自動鋪帶技術(shù)完成制造的。公司的 A330 大型蒙皮壁板也是碳纖維復(fù)合材料制成的，長約 9 米，寬 2 米，重達(dá)kg。在 A380 客機(jī)中，復(fù)合材料所用比重占到 了機(jī)身總重量的 25%，，其中工程塑料纖維增強(qiáng)塑料所占的比重超過了總比重的 1%，環(huán)氧基碳纖維復(fù)合材料的用量達(dá)到2%，A380后機(jī)身的19段蒙皮壁板全部是由碳纖維復(fù)合材料制成的，重8.8噸8*7*2.中央翼盒使用了 5.5 噸的碳纖維復(fù)合材料，與金屬材料相比，減輕了機(jī)體總重的 1.
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V262.4

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本文編號：2693200