【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术涉及复合材料结构装配，尤其涉及一种航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法及系统。
技术介绍
0、
技术介绍
1、强迫定位装夹是指在复材弱刚性工件的空间六个自由度被完全限制后，由于尺寸误差、形位误差、装配变形等因素导致部件之间的不协调，导致无法通过正常装夹保证装配质量时，需要借助额外的装夹力使复材构件发生适量位移或形变以调整其表面形状或位置，实现局部装配间隙与整体装配协调偏差的消减，得到满足要求的几何外形与物理性能。在航空复合材料结构装配领域的精密装夹与工艺参数优化
中，在处理具有严格公差要求的小间隙航空复材薄壁设计结构时，强迫定位装夹操作的合理运用不仅能够减小装配间隙，提升整体装配结构的几何精度，而且还能有效控制装配过程中引发的内应力过大与损伤发生等现象，可增强复材薄壁结构的力学稳定性。强迫装配操作虽可在一定程度上消减结构件间的装配间隙，但是如果运用不合理，强迫装夹操作的关键工艺参数，如装夹力大小、装夹力位置、装夹力顺序等，会导致在复材构件内部产生应力集中，在其在过大时甚至造成复材构件内部发生压溃、分层、基体破坏以及纤维断裂等多样式的装配损伤，影响连接结构的力学可靠性和服役寿命。虽然该过程通常难以避免，结构的内部装配物理状态也难以预测，但从降低成本和提升装配效率的角度，工程又允许存在适量的装配间隙时可直接进行后续的连接等工序操作。通过精确控制装夹力的大小、优化布局装夹点的位置、合理设置装夹顺序等工艺操作，可以有效引导和调节应力分布，避免因装配应力集中导致的材料内部损伤或形变，从而保护复
2、在装配现场，现行的调整方法存在以下缺点：①由于依赖手工操作和经验判断，难以达到高精度装配要求，手动调整和反复试装的过程耗时长，增加了生产周期，导致效率低下。②装配过程中的多次调整、返工和废品产生，直接增加了制造成本。③缺乏系统化的工艺参数优化手段，对装配过程中的关键因素识别不充分，难以实现多目标优化。④面对复杂多变的薄壁结构设计，传统方法难以灵活调整，对新型材料和复杂结构的适应能力有限。⑤缺乏有效的实时反馈和迭代优化机制，装配质量问题发现滞后，改进措施实施缓慢，不利于持续改进和工艺升级。
3、针对上述传统调整方法存在的不足，对于应用强迫装夹来提高航空复材薄壁结构的装配质量，如何结合自动化与智能化技术、智能算法优化、实时监控反馈系统等，获得一套既能最大化减少装配间隙、提高装配质量，又能有效控制和降低装配过程中产生的内部应力及损伤的强迫装夹工艺参数是关键。
4、因此，有必要研究一种航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法及系统来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。
技术实现思路
0、
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法及系统，可根据灵敏度计算得到对装配质量影响较大的工艺参数，通过构建装配工艺参数和装配质量之间的正向与反向映射关系数学模型，并利用智能算法与数据学习挖掘方法求解，获得一套合理的强迫定位装夹工艺参数，验证并反馈所求的装配工艺参数是否符合要求，可有效限制复材薄壁结构在装配过程中的变形，并防止装配应力诱导的损伤发生。
2、一方面，本专利技术提供一种航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，所述航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法包括以下步骤：
3、s1：通过计算影响装配质量的强迫装夹工艺参数灵敏度数值，获取关键装夹工艺参数；
4、s2：以关键装夹工艺参数所允许的范围为约束条件，结合对航空复材薄壁结构装配质量的期望值分析，以装配质量、装配间隙、装配应力与损伤期望值的误差最小化为优化目标，构建装配工艺参数和复材薄壁装配质量间的正向映射关系数学模型；
5、s3：构建多目标/多约束的反向优化目标函数，通过智能优化算法，以及利用数据学习与挖掘的技术手段，制定正向映射关系数学模型的反向求解策略，通过逐步迭代反向推导最优的强迫定位装夹工艺参数；
6、s4：依据最优的强迫定位装夹工艺参数的集合进行装配操作，验证并反馈最优的强迫定位装夹工艺参数反求优化效果。
7、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s1中装配质量影响参数包括但不限于装夹力的大小与位置分布、装夹顺序、温度控制参数、压力调节参数、定位精度参数及稳定性参数。
8、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s1中确定装配质量影响参数的方法包括但不限于理论解析计算、有限元仿真测试分析和试验数据评估。
9、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s1中通过灵敏度计算获取关键工艺参数具体包括：
10、s11：收集与强迫定位装夹过程与质量效果相关的理论建模数据、有限元仿真数据、试验检测数据，形成数据分析集合；
11、s12：结合复材薄壁组合结构的装配工艺过程，从数据分析集合中将所有影响装配质量的强迫装夹初始工艺参数构成第一集合；
12、s13：通过第一集合中每个装配质量影响参数变动后对应的装配质量的响应程度，构建装配质量响应矩阵，将影响程度转化为量化数据；
13、s14：将量化数据结果进行降序排列，获取影响装配质量状态较大的工艺参数集合，即得到包含优先级列表的第二集合；
14、s15：基于第二集合确定后续优化反求过程中，所需反求的关键工艺参数。
15、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s2中具体包括：
16、s21：基于第二集合建立表示装配质量的具体期望指标，获取期望值集合：
17、s22：以关键工艺参数允许的范围、航空复材薄壁受关键强迫装夹工艺参数影响而不发生损伤为约束条件，以装配质量实际值与装配质量期望值间的差值最小为优化目标，分析各工艺参数与理想装配质量指标之间的复杂耦合关系，构建装配工艺参数与复材薄壁装配质量之间的正向映射关系数学模型。
18、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s3具体为：
19、s31：依据正向映射关系数学模型，构建多目标/多约束的反向优化目标函数；
20、s32：采用智能优化求解算法，将影响航空复材薄壁装配质量的关键工艺参数编码为遗传算法中的个体基因型，每一组参数配置视为一个独立的个体，形成初始种群；
21、s33：在保证关键工艺参数允许的范围、航空复材薄壁受关键工艺参数影响而不发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述S1中装配质量影响参数包括但不限于装夹力的大小与位置分布、装夹顺序、温度控制参数、压力调节参数、定位精度参数及稳定性参数。
3.根据权利要求1所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述S1中确定装配质量影响参数的方法包括但不限于理论解析计算、有限元仿真测试分析和试验数据评估。
4.根据权利要求1所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述S1中通过灵敏度计算获取关键工艺参数具体包括：
5.根据权利要求4所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述S2中具体包括：
6.根据权利要求1所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述S3具体为：
7.根据权利要求1所述的航空复材薄壁
8.根据权利要求7所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述S43中，若不符合既定的装配质量期望目标，则对装配质量数据进行分析，识别导致偏差的可能因素，基于分析结果，调整并优化强迫装夹工艺参数，重复进行S1-S3，直至满足装配质量状态的设计要求。
9.根据权利要求4所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述S13中，装配质量的表示方式包括但不限于装配几何间隙、位置误差、内应力分布和损伤程度指标。
10.一种航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求系统，其特征在于，所述航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述s1中装配质量影响参数包括但不限于装夹力的大小与位置分布、装夹顺序、温度控制参数、压力调节参数、定位精度参数及稳定性参数。
3.根据权利要求1所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述s1中确定装配质量影响参数的方法包括但不限于理论解析计算、有限元仿真测试分析和试验数据评估。
4.根据权利要求1所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述s1中通过灵敏度计算获取关键工艺参数具体包括：
5.根据权利要求4所述的航空复材薄壁结构强迫定位装夹工艺参数优化反求方法，其特征在于，所述s2中具体包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭飞燕，鲍强伟，黄明吉，贾志新，刘嘉良，宋长杰，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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