【摘要】：大飛機是現(xiàn)代制造業(yè)的一顆明珠,也是一個國家科技、工業(yè)綜合水平的集中體現(xiàn)。近年來,隨著全球各大航空企業(yè)對大飛機的要求逐漸提高,復合材料在飛機上所占用機身結構的應用比例已經成了衡量大型客機是否先進的重要標準。本文基于某機的碳纖維復合材料后機身段,對其制造加工方法、裝配工藝流程以及工裝結構進行設計與分析,并通過三維數(shù)字化虛擬仿真技術對其裝配流程進行干涉檢查與路徑優(yōu)化。本文對某型大型飛機的后機身前段進行裝配工藝分析。在該后機身前段中的構件,基本全部采用碳纖維復合材料,僅有一個氣密壓力隔框和部分連接件、緊固件采用的是金屬材料。本文以該機后機身前段為基礎,主要研究了其結構布置、材料的鋪層方式;對產品結構進行劃分,將其劃分為各個部件,并對各個部件的部裝設計了簡易工裝以及對部裝的裝配流程進行了設計;針對該種材料的大型壁板在自動鉆鉚技術中進行了分析與優(yōu)化,通過對自動鉆鉚技術的關鍵技術進行分析,設計了針對碳纖維復合材料進行制孔的鉆頭,而且還針對復合材料大型壁板在自動鉆鉚機上的定位誤差的來源進行了分析并對定位精度進行了優(yōu)化;針對后機身前段的總裝裝配進行了工藝分析、裝配流程設計,并對總裝的裝配型架進行了設計;然后對后機身前段的總裝做了虛擬裝配仿真,其中包括裝配前的前期準備、裝配路徑選擇、具體裝配流程、裝配干涉檢查以及人機工程技術。本文對該碳纖維復合材料后機身的裝配從全方位進行了工藝分析與設計,并提出了很多具有建設性的優(yōu)化與改進。我國的飛機數(shù)字化制造技術在裝配仿真和布局規(guī)劃方向已經趨于成熟,針對我國在碳纖維復合材料應用于大飛機的初始階段的現(xiàn)狀具有廣闊的應用空間,本文通過對碳纖維復合材料后機身的裝配工藝分析,整合出適用于該種材料的制造、裝配的工藝,為未來在碳纖維復合材料大飛機提供更多的研究方向和參考依據。
【圖文】：

沈陽航空航天大學碩士學位論文第 1 章 緒 論義現(xiàn)代制造業(yè)中十分重要的一部分，是現(xiàn)代高新技術的集動其他產業(yè)的集體發(fā)展，如新材料、現(xiàn)代制造、先進動等領域[2]。具有關部門統(tǒng)計，在航空工業(yè)領域每投資 1能夠產出八倍效益，由此可見大飛機產業(yè)在我國經濟上飛機產業(yè)還帶動了多個基礎學科的發(fā)展，如流體力學、等。大飛機帶動學科與產業(yè)如圖 1.1 所示。大飛機的發(fā)同發(fā)展，滿足國家創(chuàng)新建設需要，還有其他重要意義。

圖 1.2 波音 B787 機身結構材料及占比到了上世紀的 80 年代，預浸料-熱壓罐整體的成型工藝趨于完善，而高性能的碳纖術也已經開始走向成熟，世界先進企業(yè)已經開始將碳纖維復合材料應用于部分主承構，其中包括機身、機翼等尺寸大、受力大的部件[15]。在 1976 年，原美國麥道公在 F/A-18 的機翼上率先應用了復合材料，且用量達到了機體重量的 13%[16]。隨后維復合材料又應用于 F-16 戰(zhàn)機 BLOCK50 的機翼上。再后來的 F-22 戰(zhàn)斗機上，已碳纖維復合材料的應用比例提高到了機身重量的 22%。在當前的西方發(fā)達國家，碳復合材料在軍用飛機上面的使用量已經達到了機體結構總重量的 20%-50%。在民用上面，波音公司的 B777 采用了基體總重 11%的復合材料，其尾翼結構全部采用的維復合材料，B777 機翼的翼面和翼盒構件全部是通過自動鋪帶技術完成制造的。公司的 A330 大型蒙皮壁板也是碳纖維復合材料制成的，長約 9 米，寬 2 米，重達kg。在 A380 客機中，復合材料所用比重占到 了機身總重量的 25%，，其中工程塑料纖維增強塑料所占的比重超過了總比重的 1%，環(huán)氧基碳纖維復合材料的用量達到2%，A380后機身的19段蒙皮壁板全部是由碳纖維復合材料制成的，重8.8噸8*7*2.中央翼盒使用了 5.5 噸的碳纖維復合材料，與金屬材料相比，減輕了機體總重的 1.
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V262.4

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本文編號：2693200