随着大型飞机在生产和生活中占有越来越重要的地位,为保证飞行安全性高、飞机各项功能稳定、使用寿命长的需求,整机装配精度有着较高标准,飞机在精度保证前提下进行协调装配。由于装配操作、装配工艺等原因,在飞机装配过程中,不可避免地产生装配应力,导致工装的关键位置发生偏差,直接关系飞机产品的质量,严重影响飞机的制造精度和品质。工装关键区域应变监测系统为工装维修和质量维护评估提供依据,指导飞机装配作业。因此,研究工装的应变监测技术对航空产品装配质量的提升至关重要。本文针对飞机装配过程中工装应变监测及预测技术展开了深入的研究工作,主要的研究内容如下:(1)应变测量以光纤光栅(FBG)应变传感器作为媒介,阐述FBG传感器的基本工作原理,设计一种应变灵敏度系数标定方法。对光纤传感器应变灵敏度系数标定方法和工装应变预测模型进行了验证实验。经过标定实验后,可以得到光纤光栅应变传感器相应的应变灵敏度系数,且具有高线性度和高重复性,可用于高精测量领域。(2)面向飞机装配工装应变问题,分析装配操作,探索应变形成原因,确定应变检测关键监测区域。利用COMSOL Multiphysics软件对前梁定位器、前梁辅助定位器、作动器定位器、铰链孔定位器分别进行了仿真,结合装配规范和现场情况,设计直接测量点布局,建立装配工装实时应变检测系统,为应变测量和预测模型建立提供数据支持。(3)为解决由于工装零件结构复杂和实际飞机装配过程要求,导致部分关键区域无法直接监测的问题,提出一种基于支持向量机(SVM)的工装应变预测模型。利用工装应变实时检测系统获取模型所需输入、输出应变信息,建立输入输出数据间的非线性映射,对模型加以训练,最终达到精准预测复杂构件在装配过程中感生应变的目的。(4)支持向量机模型中核函数的参数选择对训练和预测结果都有影响,为提高应变预测模型的精度,利用改进的网格搜索方法来优化模型的参数,建立关于参数c和g坐标系上的二维网格,通过对网格的不断搜索,最终得到全局最优参数组合,完善基于SVM的工装应变预测模型。(5)在上述研究基础上,总体工装验证实验结果表明超差位置处的误差百分比低于5%,总体应变误差低于3με,有较高的精度和较强的泛化能力,满足复杂构件装配的实际检测需求,验证本文所提出基于支持向量机的飞机装配工装预测模型具有有效性和实用可靠性。