【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法，具体地说就是一种针对大型飞机工装的基础厚度是否能够满足抵抗工装自重变形的评价方法。
技术介绍
1、飞机装配过程中，装配系统随工装基础的变化是一个随时间动态变化的过程。工装基础的非均匀变化将直接影响装配型架稳定性，从而降低装配精度和装配效率。为实现在装配过程中防止非均匀沉降导致的装配精度下降，厂房中需要设置一定厚度的专用工装基础。但专用工装基础厚度的增加会显著增加建造成本。因此，现需要一种评价方法，能够考虑专用基础厚度、工装几何形式、工装材料类型、支角和地面摩擦力、力和力矩平衡等因素以及基础变形随荷载大小、负载时间演化，针对大型飞机工装的基础厚度是否能够满足抵抗工装自重变形进行计算，以评价飞机工装基础厚度是否满足要求。根据计算结果对工装厚度进行优化设计，进一步提高大型飞机工装基础的稳定性，防止由于工装基础设计厚度不足导致的工装精度下降现象产生。传统计算评价方法中，需要用本构方程来描述工装基础的力学性质，但是本构方程中存在大量影响参数，需要通过大量的实验室测量数据，无法直接用于工程快速计算。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术基于有限元方法建立了一套基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法。
2、本专利技术的技术方案是：一种基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法，包括以下步骤：
3、步骤一 建立合理简化的工装型架有限元模型，具体过程如下：
4、1-1采用cad软件建立大型飞机装配工装
5、1-2在简化模型下方建立地面模型，地面模型长度和宽度不小于飞机工装实物长度和宽度的1.2倍，高度等于实际厂房地基高度。
6、步骤二 建立合理简化的力学边界条件，具体过程如下：
7、2-1根据公式1调整工装有限元模型材料密度
8、
9、其中，ρ2为有限元模型材料密度；ρ1为飞机工装实际材料密度；m1为飞机工装实际质量；m2为有限元模型质量；
10、2-2根据飞机工装材料类型，设置飞机工装实物的杨氏模量和泊松比；地面材料的杨氏模量为飞机工装实物杨氏模量的20倍、泊松比采用混凝土材料泊松比；
11、2-3在地面模型底部设置约束限制6自由度；由简化工装模型中支角与地面的摩擦力提供支持力，给定两者接触的摩擦系数；
12、步骤三 有限元仿真计算，具体过程如下：
13、3-1网格单元划分：地面模型和简化模型中网格单元长宽高的最大尺寸不超过飞机工装长宽高的1％；
14、3-2在有限元软件中施加重力荷载并通过静力学模块进行求解，计算飞机工装在自重下的位移场和应力场结果，获得正常工况下支角的竖向位移最大值u3,max。
15、步骤四 建立基础厚度评价方法，具体过程如下：
16、4-1通过公式2对接触应力进行积分得到地面模型中的地面对简化模型中的任意一个支角的竖向支反力fz
17、fz＝-∫σ33da (2)
18、其中，σ33为一个网格单元沿垂直方向的应力分量，a为支角和地面的接触面积；通过在整个接触面积上积分得到竖向支反力fz；
19、4-2重复步骤4-1，依次求出工装n个支角的竖向支反力fz1至fzn，出现最大竖向支反力fz,max的支角编号为m；
20、4-3重复步骤1-1，并且在简化模型中需要删除步骤5-2中编号为m的支角；
21、4-4重复步骤3-2和步骤4-1，获得该不利工况下支角的竖向位移最大值u′3,max；
22、4-5根据公式3建立工装基础评价依据：
23、
24、其中，ε为该工况下由于移除支角引起的竖向位移与设计允许值的比值；ud为工装基础设计允许的最大变形值；n为安全系数；当ε的计算结果小于等于1，说明工装基础设计值足够；当ε的计算结果大于1，说明飞机工装变形量超差，此时需要增加工装基础厚度值，重复步骤1-4，直至计算出的ε小于等于1为止。
25、本专利技术的有益效果：本专利技术基于有限元方法建立了一套基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法。考虑专用基础厚度、工装几何形式、工装材料类型、支角和地面摩擦力、力和力矩平衡等因素，首先计算出正常工况下的每一个支角的反力值大小及竖向位移值，其次在计算模型中移除最大反力的支角，计算不利工况下的每一个支角的反力值大小及竖向位移值，最后通过两个工况下的位移差值与设计允许值之比作为基础设计评价基准。通过计算结果可以对工装基础厚度设计进行优化，进一步提高大型飞机工装基础的稳定性，防止由于工装基础设计厚度不足导致的工装精度下降现象产生。
26、下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
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1.一种基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法，其特征在于所述的步骤一建立合理简化的工装型架有限元模型，具体过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法，其特征在于，所述的步骤二中建立合理简化的力学边界条件包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法，其特征在于，步骤三中有限元仿真计算，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法，其特征在于，步骤四建立基础厚度评价方法，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法，其特征在于所述的步骤一建立合理简化的工装型架有限元模型，具体过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于力值反馈的飞机工装基础厚度评价方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏洪杨，王会周，王守川，骆佩君，王新峰，张莹莹，王乐蕾，刘圣西，李卫平，
申请(专利权)人：中航西安飞机工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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