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壁板组件柔性夹持工装开发设计及仿真研究

作　者: 潘克强
导　师: 屈力刚
学　校: 沈阳航空工业学院
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 飞机装配柔性夹持工装虚拟样机技术动态仿真
分类号: V262.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 253次
引　用: 1次
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内容摘要

飞机装配是根据尺寸协调原则,将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。迄今为止,飞机装配技术已经历了从人工装配、半自动化装配到自动化装配的发展历程,目前快速发展的柔性装配将自动化装配技术推向了一个新的高度。本文以型号飞机典型壁板组件装配工艺装备系统项目开发研制为背景,在详细分析壁板组件装配工艺的基础上,提出一种壁板组件装配的新工艺和新方法——自适应定位柔性夹持技术。主要完成了以下一些内容:首先,深入调研了柔性装配相关研究领域的发展状况,阐述课题提出的目的和意义,明确本课题研究的主要内容。其次,基于三坐标驱动的工作原理及运动特性,利用CATIA三维建模软件进行柔性夹持工装的数字化、模块化设计以及装配仿真和干涉检查,验证了柔性夹持工装几何参数设计的合理性。应用虚拟样机技术建立柔性夹持工装的运动学,动力学模型,利用ADAMS对柔性夹持工装进行运动学、动力学仿真分析,并研究探讨柔性夹持工装中影响运动学,动力学性能的主要因素及其影响程度;采用ABAQUS有限元分析软件中的静力学(静力学功能模块主要用于求解柔性夹持工装在外载荷作用下引起的变形和应力)和结构动力学(动力学功能模块则用于求解柔性夹持工装的固有频率和模态)功能模块研究柔性夹持工装的静刚度和动态特性(固有频率和模态)。最后,对全文研究进行总结,得出一些有益的结论,并提出进一步研究工作的方向。在分析比较的基础上,对柔性夹持工装结构设计提出了一些改进措施,对壁板组件装配工艺装备系统的开发具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-26
  1.1 课题研究背景和意义  11-18
    1.1.1 飞机数字化制造技术及其研究内容  11-14
    1.1.2 数字化装配技术  14-18
    1.1.3 柔性工装定义  18
  1.2 柔性工装技术研究现状和发展趋势  18-23
    1.2.1 国外的柔性工装技术发展  18-23
    1.2.2 国内对柔性工装技术的研究与发展趋势  23
  1.3 本论文主要研究内容  23-25
    1.3.1 课题来源  23-24
    1.3.2 论文主要研究内容  24
    1.3.3 主要技术路线（数字化设计技术体系）  24-25
  1.4 本章小结  25-26
第2章基于CATIA 的壁板组件柔性夹持工装的开发设计  26-40
  2.1 壁板组件柔性夹持工装概念设计  26-27
  2.2 柔性夹持工装结构设计  27-32
    2.2.1 参数定义与计算  27-28
    2.2.2 执行机构设计  28-29
    2.2.3 定位传动系统设计  29-31
    2.2.4 支撑系统设计  31-32
  2.3 柔性夹持工装的模块化设计  32-39
    2.3.1 模块化设计理论  32-33
    2.3.2 柔性夹持工装模块划分及其模块化结构设计  33-37
    2.3.3 柔性夹持工装数字化虚拟样机装配  37-39
  2.4 本章小结  39-40
第3章壁板组件柔性夹持工装运动学和动力学仿真研究  40-53
  3.1 柔性夹持工装应用虚拟样机与仿真技术的研究意义  40-41
  3.2 虚拟样机技术及其系统组成  41-44
    3.2.1 虚拟样机技术及其在工程上的应用  41
    3.2.2 虚拟样机技术系统组成  41-42
    3.2.3 ADAMS 在虚拟样机技术上的应用  42-44
  3.3 柔性夹持工装动态仿真技术研究  44-52
    3.3.1 动态仿真技术实施路线  44
    3.3.2 运动学仿真技术在柔性夹持工装设计上的应用  44-50
    3.3.3 动力学仿真技术在柔性夹持工装设计上的应用  50-52
  3.4 本章小结  52-53
第4章壁板组件柔性夹持工装的有限元分析  53-65
  4.1 FEA 概念  53-54
    4.1.1 FEA 的基本概念及在工程中应用  53
    4.1.2 FEA 在柔性夹持工装设计中应用  53-54
  4.2 柔性夹持工装的静刚度分析  54-56
    4.2.1 静刚度计算方法  54-56
    4.2.2 静刚度计算结果  56
  4.3 柔性夹持工装的模态分析  56-64
    4.3.1 模态分析的理论基础  56-59
    4.3.2 壁板组件柔性夹持工装的有限元模态分析  59-64
  4.4 本章小结  64-65
第5章结论与展望  65-67
  5.1 结论  65-66
  5.2 进一步工作的方向  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文  71

壁板组件柔性夹持工装开发设计及仿真研究

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