在飞机装配过程中，控制装配应力和变形是确保结构质量和性能的关键环节。这是任何有飞机制造经验的人都知道的原则，可是，很遗憾的是，一些人对飞机制造中的应力和应变引起的质量和性能的影响还是不十分重视，特别是在装配过程中的应力等会对飞机产品造成潜在的危害，这直接使得从零件制造到全机装配的很多工作功亏一篑。
以下是控制装配应力和变形以确保结构质量和性能的分析和建议：
1.校形与夹紧应力控制
• 校形力优化：通过优化校形力的布局和大小，可以有效减少装配应力。例如，采用改进的遗传算法对校形力进行多约束优化，能够显著降低间隙消除率和整体装配力值，同时避免对复合材料的损伤。
• 夹紧力控制：夹紧力的大小和分布对装配精度和应力分布有直接影响。优化夹紧元件的数量和布局，采用力传感器实时监测夹紧力，可以有效减小装配间隙并降低装配应力。
2.填隙补偿
• 间隙填充：在装配过程中，间隙无法完全消除时，需要进行填隙补偿。通过手工或自动化加垫技术填充间隙，可以有效控制装配应力的大小。垫片的施加应同时满足几何要求和应力限制。
• 自动化加垫技术：研究和应用自动化加垫技术，可以提高填隙补偿的效率，减少人工操作的误差。
3.飞机制造中柔性工装的应用
• 柔性工装设计：采用具备外形调控能力的柔性工装，可以在装配过程中实现形状调控，减少装配变形和应力。例如，波音公司开发的柔性装配工装能够有效解决机身对接过程中的阶差问题。（下篇文章将介绍波音柔性工装的一些信息。）
• 多变量优化：通过有限元分析平台模拟装配过程中的尺寸变化，并结合不确定性模型进行多变量优化，可以进一步降低装配应力和变形。
4.基于深度强化学习的实时控制
• 实时优化：采用深度强化学习方法，可以实时生成控制参数以优化装配变形。通过构建映射关系模型和强化学习仿真环境，智能体能够快速学习装配变形优化策略。
• 低维状态表示：利用低维空间中的潜变量作为智能体的状态，解决了高维状态空间带来的训练效率低和泛化难度大的问题。
5.装配仿真技术
• 装配偏差预测：通过有限元分析和蒙特卡洛方法预测装配偏差和残余应力，可以提前识别装配过程中的潜在问题。
• 损伤评估：结合失效准则（如Tsai–Hill失效准则），可以评估装配应力对复合材料结构的损伤情况，从而优化工艺参数。
通过优化校形与夹紧力、填隙补偿、柔性工装设计、实时控制和装配仿真技术，可以有效控制飞机装配过程中的装配应力和变形，提高装配质量和结构性能。这些方法在现代飞机制造中得到了广泛应用，能够显著提升装配效率和可靠性。
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