本文關鍵詞：典型精密結構體制造特性對其力學性能的影響研究

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【摘要】：微小型精密機械系統的裝配技術是微小型精密機械制造技術研究領域的一個熱點，其技術水平直接影響到武器系統微小型化的研究進展。我國航空航天、兵器、民用領域常用的慣性陀螺、精密鐘表機構等精密機械系統的裝配質量和精度的預測與控制問題，一直是精密/超精密制造技術的瓶頸問題，常常會出現所有的零件加工精度都滿足設計要求，但裝配后精度和穩(wěn)定性卻不高的現象。系統的精度與穩(wěn)定性很大程度上受零組件裝配后應力狀態(tài)的影響。本文以兩個典型精密機械系統裝配組件為研究對象，從零件表面形狀誤差理論建模入手，然后采用逆向工程技術構建帶有制造特性的零件三維實體模型，定量分析零部件形位誤差等制造特性對微靶裝配和陀螺裝配的裝配精度和力學性能影響機理，為建立精密結構體零組件制造特性與裝配精度的定量關系模型奠定了基礎。 本文首先論述了兩個典型精密結構體零組件制造特性對其應力狀態(tài)影響的研究背景與研究意義，然后就國內外相關領域的研究現狀與方法進行了綜述與總結。自行搭建了一套高精度對位檢測實驗平臺，開展了如下研究： （1）首先以平面形狀誤差為研究對象，開展了平面形狀誤差建模理論研究。其次，實際裝配物體不僅包括平面，還包括曲面，由此實體化形成零件三維實體模型。因此從另一種角度，運用逆向工程技術，構建了兩個帶有制造特性的典型精密結構體三維實體模型。鑒于研究對象（包括硅臂與鋁套筒裝配、馬達軸在框架上裝配）零件的材料、結構和裝配形式，設計了不同的零件測量形式和零件逆向建模方法，取得了實際的效果，對帶有制造特性的不同結構特點零件建模提供了思路和方法。同時為后文零件應力特性的數值仿真分析奠定了基礎。 （2）研究了慣性約束核聚變用微靶裝配的重要部件硅臂與鋁套筒裝配中，硅臂加工誤差對硅臂不同卡爪強度剛度的影響研究。基于硅臂加工樣本零件構建技術，展開有限元分析研究，并自主搭建高精度對位檢測實驗平臺進行硅臂卡爪剛度測量，并對實驗數據進行統計處理。實驗與仿真相結合進行加工誤差對裝配精度的影響分析，為裝配誤差理論與應力場分析基礎上的裝配工藝理論和裝配工藝優(yōu)化方法的提出奠定了基礎。 （3）研究了影響陀螺儀運行精度的關鍵部件馬達軸在框架上裝配中，不同零件的制造特性及各特性耦合對裝配體力學特性的影響。通過有限元法從形位誤差和裝配力兩個角度研究制造特性對其應力狀態(tài)和裝配精度的影響，分別構建了陀螺框架、壓塊的形位誤差，與基于逆向工程技術構建的馬達軸模型進行裝配分析，獲得不同制造特性對裝配部件應力狀態(tài)的影響情況。
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH16;TG95

【參考文獻】

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本文編號：1239570