【摘 要】
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复合材料在成型过程中产生固化变形,从而形成制件偏差,偏差影响着产品装配的质量。与金属零件不同,复合材料制件往往采用共固化热压罐成型技术,其结构和成型过程的复杂,需要对产生的偏差进行量化表达,建立与影响因素相关的制件偏差模型,为制件和装配体的偏差分析和补偿提供理论和技术方法。结合复合材料制件结构特点,通过研究复合材料制件固化变形影响因素对偏差的影响,采用新一代产品几何技术规范,建立非均匀有理B样条(
【基金项目】
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预研项目《XXXX全寿命低成本设计技术》
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复合材料在成型过程中产生固化变形,从而形成制件偏差,偏差影响着产品装配的质量。与金属零件不同,复合材料制件往往采用共固化热压罐成型技术,其结构和成型过程的复杂,需要对产生的偏差进行量化表达,建立与影响因素相关的制件偏差模型,为制件和装配体的偏差分析和补偿提供理论和技术方法。结合复合材料制件结构特点,通过研究复合材料制件固化变形影响因素对偏差的影响,采用新一代产品几何技术规范,建立非均匀有理B样条(NonUniform Rational B-Spline,NURBS)肤面模型,实现对复合材料制件表面全局偏差的定量表达,并确定复合材料制件偏差建模与补偿技术路线。由于共固化复合材料制件存在区域化几何特征,以建立的NURBS肤面模型为基础,通过对偏差模型局部参数化调整,建立复合材料制件全局-局部偏差模型,并将偏差模型与影响因素关联;采用有限元方法对复合材料制件变形偏差的影响因素进行量化分析,建立制件偏差的有限元模型和模具型面反变形补偿方法,能够给出制件偏差设计参考值;以复合材料典型的共固化帽型加筋蒙皮为例,验证复合材料制件偏差模型与补偿方法的正确性。基于复合材料制件偏差模型,给出复合材料装配体两种装配形式,建立复合材料表面轮廓与螺栓孔的装配偏差模型;基于装配结合面给出装配体偏差模型的定位配准和间隙计算方法,确定装配体偏差模型参数;给出结合面装配偏差模型的随形垫片补偿方法。以复合材料机翼盒段为例,对复合材料装配体偏差模型和补偿方法给出了理论判断。依据以上模型和算法,开发复合材料偏差建模与补偿软件原型系统。以偏差建模与补偿算法为核心,以ABAQUS为偏差求解器,实现复合材料制件偏差建模与补偿、复合材料装配体偏差建模与补偿的设计一体化工作流程,并以复合材料典型帽型加筋蒙皮为例对软件进行验证。
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