发动机复杂管件柔性装配平台的研究.pdf

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1、硕士学位论文发动机复杂管件柔性装配平台的研究RESEARCHONFLEXIBLEASSEMBLYSYSTEMOFENGINECOMPLEXPIPEFITTINGS李国喜哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O313.7学校代码：10213国际图书分类号：534密级：公开工程硕士学位论文发动机复杂管件柔性装配平台的研究硕士研究生：李国喜导师：梁廷伟教授申请学位：工程硕士学科：航天工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O313.7U.D.C:534Dissertation

2、fortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONFLEXIBLEASSEMBLYSYSTEMOFENGINECOMPLEXPIPEFITTINGSCandidate：LiGuoxiSupervisor：Prof.LiangTingweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：AstronauticalEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofOralExamination：June,2

3、018University：HarbinInstituteofTechnology：哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要异形复杂管路生产时需要专用的装焊工装。针对每项产品，均需要一套专用装焊工装。在专用装焊工装上，首先准确确定复杂管件的长度和角度等关键尺寸参数，利用销钉限制并用禁锢螺栓固定两端的法兰的安装位置，中间的各部位通过刚性固定支架进行定位和支撑，实现各部件的锉修和装配后进行相对位置和方向的固定，然后进行关键点的焊接。随着航天设备新型号新产品的迅猛发展，所研制生产的工装模具越来越多，越来越大，复杂管路工装模具的研制生产费用巨大，工装模具

4、的管理和存放已经成为困扰企业快速发展的障碍，急需解决能够适应新型航天设备快速发展的复杂管路生产新技术。本文根据各种复杂管路的类型、结构、外形参数确定定位平台的技术参数，设计出满足大多数复杂管路生产要求的平台机械结构，包括执行机构（定位支撑部件）；定位传动系统（X单元；Y单元；Z单元，2个旋转单元）；驱动系统；支撑系统（基体）。计算分析了驱动系统和传动系统的选型。采用D-H法，导出柔性平台顶端定位支撑机构定位点到基础底座位姿坐标系的坐标变换矩阵。对柔性平台结构三维模型进行合理简化，利用ADAMS软件对管件装配进行了运动过程进行仿真，从运动学和

5、动力学的角度分析，验证柔性平台结构设计的合理性。对结构主要部件的力学性能进行有限元分析，检查部件的强度和刚度，并对危险位置进行优化设计和处理。分析柔性平台伺服系统的动态特性，并用Simulink仿真方法分析Y轴的动态特性。通过合理的参数设置，实现Y方向的快速、准确地位置指令跟踪，同时分析抗干扰性。为优化系统参数提供参考性依据。基于LMS系统对柔性定位平台安装后的关键支撑结构基础底座，Y向运动副，Z向支撑立柱进行模态测试，结合TimeMDOF（时域分析法）和PolyMaxModalAnalysis两种模态分析方法互相印证，获得两种状态下柔性定

6、位支撑结构的前三阶频率，为正常工作时柔性平台避开共振频率提供了依据。关键词：柔性定位平台；有限单元法；动力学仿真；伺服控制-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractSpecialshapedpipeproductionrequiresspecialweldingequipment.Foreachproduct,aspecialsetofweldingequipmentisrequired.Inthespecialequipmentwelderassembly,firstaccuratelycontrolthekeydimensio

7、nparameterssuchasthelengthandangleofthecomplexpipefittings,usethepintolimitandfixtheflangemountingpositionsatbothendswiththebolt,andthemiddlepartsarepositionedandsupportedbytherigidfixingbracket.Aftertherepairandassemblyofthecomponents,therelativepositionsanddirectionsaref

8、ixed,andthenthekeypointsarewelded.Withtherapiddevelopmentofnewtypesofaerospaceequipmentan