航空发动机转子柔性工装的构型及优化研究
传统的航空发动机装配基本依赖人工装配、人工检测等方法,结合刚性工装、半自动化检测工具,使装配精度在很大程度上受到了人为因素的影响和限制,装配质量得不到保证.本文针对航空发动机装配工艺过程、工装设计工艺及发动机盘类转子部件的装配共性,结合串并联机构学理论,设计并研究了一种适合不同型号、相似结构类型的航空发动机的柔性工装构型.详细介绍了其基本原理及设计关键技术,并用有限元方法从静力学角度验证其可行性.在研究航空发动机柔性工装构型的基础上,分析了工装的运动学特性,计算仿真出了航空发动机柔性工装可达工作空间,建立了基于蒙特卡罗法的数学模型,并对工作空间进行了尺度优化;解出了对于不同结构尺寸的全局条件数,并根据全局条件数对整机的运动特性进行了优化分析.推导出了柔性工装守恒协调转换刚度矩阵的数学表达式,求解出机构在X,Y,Z方向上的刚度映射图谱,及不同结构设计参数下同比例截面的静刚度映射图谱,并对机构的静刚度特性进行了分析和讨论.为提高装配精度,合理选用机构装配位姿,优化机构性能有十分重要的作用.最后在ADAMS软件中建立了其虚拟样机模型,仿真得到运动学特性曲线后与理论计算值进行比对,验证了该样机在运动学方面正确性,进一步突出了其实用性,并利用样机进行运动学正解及可达工作空间仿真.该研究结果对提高航空发动机生产装配效率和精度、优化装配性能和模型尺度综合的研究具有十分重要的理论意义和实践意义.
- 作者：
- 李伟楠
- 学位授予单位：
- 沈阳航空航天大学
- 专业名称：
- 航空宇航推进理论与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2014年
- 导师姓名：
- 石宏
- 中图分类号：
- V232
- 关键词：
- 航空发动机；柔性工装；工作空间优化；刚度优化；运动学仿真
- aero-engine； flexible assembly tooling； workspace optimization； stiffnessoptimization； kinematic simulation