一种数据驱动的飞机复杂薄壁结构装配公差优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种数据驱动的飞机复杂薄壁结构装配公差优化设计方法，包括如下步骤：S100：根据飞机复杂薄壁结构装配质量要求，设计人员依据经验初步设定各零件装配公差；S200：搭建飞机复杂薄壁结构物理样机，采集各偏差分量装配偏差检测数据；S300：依据各偏差分量装配偏差检测数据，利用熵权法对各偏差分量赋予权重；S400：融合熵权法与马氏距离，计算出包含偏差分量权重的飞机复杂薄壁结构装配质量综合偏差值；S500：以综合制造成本为优化目标，建立公差优化数学模型；S600：对建立的公差优化数学模型进行求解，得到装配公差最优解，实现飞机复杂薄壁结构装配公差的优化设计，本发明专利技术为飞机复杂薄壁结构等多质量属性产品的质量控制提供一种新的解决途径。品的质量控制提供一种新的解决途径。品的质量控制提供一种新的解决途径。

【技术实现步骤摘要】
一种数据驱动的飞机复杂薄壁结构装配公差优化设计方法


[0001]本专利技术涉及飞机装配特征偏差数字化协调
，尤其涉及一种数据驱动的飞机复杂薄壁结构装配公差优化设计方法。

技术介绍

[0002]随着我国航空事业的飞速发展，飞机等航空产品呈现出装配零件数量众多、生产批量小、装配协调关系复杂、装配质量要求高等特点，产品的装配阶段占据了航空产品研制过程中的大量工时与成本，是整个飞机研制生产过程中关键的环节。装配成本是决定飞机生产制造成本的一个重要指标，在满足设计功能及性能要求的前提下，对产品装配公差进行合理分配能够极大地降低产品制造成本。
[0003]产品的公差优化设计过程是在确保产品装配质量、功能及性能要求的基础上，依据合适的优化方法在相应的约束条件下对装配公差进行合理分配，以缩减产品的制造成本。传统的装配公差优化设计主要是依据相关标准或设计人员的经验等方法进行，易出现几何精度设计不合理导致零件返工、零件互换性差以及装配精度难以满足等问题。从而不仅影响了产品的性能，而且导致材料的损耗，直接提高了产品的生产成本。/>[0004]飞机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据驱动的飞机复杂薄壁结构装配公差优化设计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤S100：根据飞机复杂薄壁结构装配质量要求，设计人员依据经验初步设定各零件装配公差；S200：搭建飞机复杂薄壁结构物理样机，采集各偏差分量装配偏差检测数据；S300：依据各偏差分量装配偏差检测数据，利用熵权法对各偏差分量赋予权重；S400：融合熵权法与马氏距离，计算出包含偏差分量权重的飞机复杂薄壁结构装配质量综合偏差值；S500：以综合制造成本为优化目标，建立公差优化数学模型；S600：基于粒子群优化算法对建立的公差优化数学模型进行求解，得到装配公差最优解，实现飞机复杂薄壁结构装配公差的优化设计。2.根据权利要求1所述的一种数据驱动的飞机复杂薄壁结构装配公差优化设计方法，其特征在于：所述步骤S100中的初步设定各零件装配公差的具体方法为：S101：设定飞机复杂薄壁结构的零件函数G：G＝S
A
{A1,A2,,A
m
}其中，G为飞机复杂薄壁结构；m为装配零件的个数；A
m
为第m个装配零件；S102：依据步骤S101，确定各零件的装配特征，再根据飞机复杂薄壁结构装配质量要求，设计人员依据经验初步给出各零件装配特征的公差数值，构建装配特征公差数据序列T；T＝{T1(0),T2(0),,T
s
(0)}其中，s为装配特征的个数；T
s
(0)为第s个装配特征的公差初定值。3.根据权利要求1所述的一种数据驱动的飞机复杂薄壁结构装配公差优化设计方法，其特征在于：所述步骤S200中的采集装配偏差检测数据的具体方法为：S201：搭建飞机复杂薄壁结构物理样机；S202：依据初步设定的装配公差分配值，制造出步骤S101中所述的装配零件，然后装配得到飞机复杂薄壁结构物理样机，采集样机各偏差分量的装配偏差检测数据，构建各偏差分量的装配偏差检测数据序列δδ
i
＝{x
i
(1),x
i
(2),
…
,x
i
(n)}i＝1,2,
…
,l其中，δ
i
为第i个偏差分量的偏差检测数据序列；n为装配次数；l为偏差分量的个数；x
i
(n)为第i个偏差分量第n次装配的偏差检测数据。4.根据权利要求3所述的一种数据驱动的飞机复杂薄壁结构装配公差优化设计方法，其特征在于：所述步骤S300中的对各偏差分量赋予权重的具体方法为：S301：依据步骤S202中采集的各偏差分量装配偏差检测数据，构建偏差分量多属性评价矩阵Q；
其中，x
l
(n)为第l个偏差分量第n次装配的偏差数据；S302：构建各偏差分量数据权重矩阵P其中其中，P
i
(j)为第i个偏差分量第j次装配的偏差实测数据所占权重；i＝1,2,
…
,l；l为偏差分量的个数；j＝1,2,
…
,n；n为装配次数；S303：各偏差分量信息熵求解：其中，H
i
为第i个偏差分量的信息熵；S304：偏差分量差异性系数求解：E
i
＝1
‑
H
i
i＝1,2,
…
,l其中，E
i
为第i个偏差分量的差异性系数；S305：偏差分量权重求解：其中，ω
i
为第i个偏差分量的权重。5.根据权利要求4所述的一种数据驱动的飞机复杂薄壁结构装配公差优化设计方法，其特征在于：所述步骤S400中的计算包含偏差分量权重的飞机复杂薄壁结构装配质量综合偏差值的具体方法为：S401：将飞机复杂薄壁结构装配质量的目标值记为U
m
＝(y1,y2,
…
,y
l
)，装配质量实测值记为U
r
＝(x1,x2,
…
,x
l
)，利用马氏距离计算飞机复杂薄壁结构装配质量综合偏差值d：其中，K为装配质量的协方差矩阵其中
其中，a,b∈{1,2,
…
,l}，n为装配次数；x
a
(j)为第a个偏差分量第j次装配的偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永国，石强，程世明，李仁花，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：