本文關(guān)鍵詞：典型精密結(jié)構(gòu)體制造特性對(duì)其力學(xué)性能的影響研究

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【摘要】：微小型精密機(jī)械系統(tǒng)的裝配技術(shù)是微小型精密機(jī)械制造技術(shù)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，其技術(shù)水平直接影響到武器系統(tǒng)微小型化的研究進(jìn)展。我國(guó)航空航天、兵器、民用領(lǐng)域常用的慣性陀螺、精密鐘表機(jī)構(gòu)等精密機(jī)械系統(tǒng)的裝配質(zhì)量和精度的預(yù)測(cè)與控制問題，一直是精密/超精密制造技術(shù)的瓶頸問題，常常會(huì)出現(xiàn)所有的零件加工精度都滿足設(shè)計(jì)要求，但裝配后精度和穩(wěn)定性卻不高的現(xiàn)象。系統(tǒng)的精度與穩(wěn)定性很大程度上受零組件裝配后應(yīng)力狀態(tài)的影響。本文以兩個(gè)典型精密機(jī)械系統(tǒng)裝配組件為研究對(duì)象，從零件表面形狀誤差理論建模入手，然后采用逆向工程技術(shù)構(gòu)建帶有制造特性的零件三維實(shí)體模型，定量分析零部件形位誤差等制造特性對(duì)微靶裝配和陀螺裝配的裝配精度和力學(xué)性能影響機(jī)理，為建立精密結(jié)構(gòu)體零組件制造特性與裝配精度的定量關(guān)系模型奠定了基礎(chǔ)。 本文首先論述了兩個(gè)典型精密結(jié)構(gòu)體零組件制造特性對(duì)其應(yīng)力狀態(tài)影響的研究背景與研究意義，然后就國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與方法進(jìn)行了綜述與總結(jié)。自行搭建了一套高精度對(duì)位檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開展了如下研究： （1）首先以平面形狀誤差為研究對(duì)象，開展了平面形狀誤差建模理論研究。其次，實(shí)際裝配物體不僅包括平面，還包括曲面，由此實(shí)體化形成零件三維實(shí)體模型。因此從另一種角度，運(yùn)用逆向工程技術(shù)，構(gòu)建了兩個(gè)帶有制造特性的典型精密結(jié)構(gòu)體三維實(shí)體模型。鑒于研究對(duì)象（包括硅臂與鋁套筒裝配、馬達(dá)軸在框架上裝配）零件的材料、結(jié)構(gòu)和裝配形式，設(shè)計(jì)了不同的零件測(cè)量形式和零件逆向建模方法，取得了實(shí)際的效果，對(duì)帶有制造特性的不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)零件建模提供了思路和方法。同時(shí)為后文零件應(yīng)力特性的數(shù)值仿真分析奠定了基礎(chǔ)。 （2）研究了慣性約束核聚變用微靶裝配的重要部件硅臂與鋁套筒裝配中，硅臂加工誤差對(duì)硅臂不同卡爪強(qiáng)度剛度的影響研究。基于硅臂加工樣本零件構(gòu)建技術(shù)，展開有限元分析研究，并自主搭建高精度對(duì)位檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行硅臂卡爪剛度測(cè)量，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。實(shí)驗(yàn)與仿真相結(jié)合進(jìn)行加工誤差對(duì)裝配精度的影響分析，為裝配誤差理論與應(yīng)力場(chǎng)分析基礎(chǔ)上的裝配工藝?yán)碚摵脱b配工藝優(yōu)化方法的提出奠定了基礎(chǔ)。 （3）研究了影響陀螺儀運(yùn)行精度的關(guān)鍵部件馬達(dá)軸在框架上裝配中，不同零件的制造特性及各特性耦合對(duì)裝配體力學(xué)特性的影響。通過有限元法從形位誤差和裝配力兩個(gè)角度研究制造特性對(duì)其應(yīng)力狀態(tài)和裝配精度的影響，分別構(gòu)建了陀螺框架、壓塊的形位誤差，與基于逆向工程技術(shù)構(gòu)建的馬達(dá)軸模型進(jìn)行裝配分析，獲得不同制造特性對(duì)裝配部件應(yīng)力狀態(tài)的影響情況。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH16;TG95

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1239570