一种飞机上下壁板制孔毛刺的控制方法

摘要

本发明提供了一种飞机上下壁板制孔毛刺的控制方法，通过控制制孔时施加在上壁板的压力载荷来控制上壁板的变形量，补偿下壁板由钻削制孔产生的钻削轴向力P而引起的下壁板产生的变形，从而达到控制壁板叠层材料间的间隙，进而控制壁板夹层之间产生毛刺的方法，能够有效抑制叠层飞机壁板制孔过程中产生的毛刺。该方法能够准确计算出控制制孔毛刺时，所应该施加的法向压力。通过调节压力调节机构进行施加在上板上的压力载荷的调节，进而来进行自动制孔毛刺的控制。

主权项

一种飞机上下壁板制孔毛刺的控制方法，其特征在于通过控制制孔时施加在上壁板的压力载荷来控制上壁板的变形量，补偿下壁板由钻削制孔产生的钻削轴向力P而引起的下壁板产生的变形，从而达到控制壁板叠层材料间的间隙，进而控制壁板夹层之间产生毛刺的方法，具体步骤如下：1)根据壁板的制孔结构，通过试验得出制孔时的钻削轴向力P2)计算钻孔时需施加在上壁板上的合适的压力载荷P_c2‑1根据壁板结构和材料属性建立力学计算模型，根据步骤1)中得出的钻削轴向力P，由弹性力学中薄板的弯曲问题导出弹性曲面的微分控制方程(包括几何方程，物理方程，平衡方程)，计算出挠度ω式中：挠度ω和横向载荷q(即钻削轴向力P)是极坐标r和θ的函数，D为壁板材料的弯曲刚度2‑2根据步骤2‑1中计算出的挠度ω值，建立壁板叠层材料在制孔时的力学模型：上下壁板采用周边固定支撑，钻削刀具钻削下壁板时，通过在上壁板上施加压力载荷P_c，补偿下壁板由于钻削轴向力P产生的弯曲变形引起的上下壁板之间的间隙，使上下壁板在钻削过程中的间隙量最小，也即上壁板和下壁板的最大挠度变形量相等，从而控制壁板叠层材料界面间产生毛刺；通过薄板弹性曲面的微分控制方程的极坐标形式分别计算出上下壁板钻孔中心受集中载荷和同心圆载荷的最大挠度变形量；该力学模型中集中载荷为钻削时的轴向钻削力P，同心圆载荷即为施加在上壁板的压力载荷P_c弯曲挠度通用公式为：根据上面弯曲挠度公式得出：上壁板弯曲挠度：下壁板弯曲挠度：2‑3计算出合适的压力载荷P_c合适的压力载荷P_c，也即使上下壁板既不能产生过大变形，也不能间隙量过大，钻削力P引起下壁板的最大弯曲挠度：${\omega }_{1\max }={\omega }_1(r=0)=\frac{{\mathrm{Pa}}^2}{16{\mathrm{\pi D}}_2}$施加在上壁板的压力载荷P_c引起的上壁板的最大弯曲挠度：${\omega }_{2\max }={\omega }_{22}(r=0)=\frac{P_c}{8{\mathrm{\pi D}}_1}(\frac{a^2-b^2}{2}+b^2\ln \frac{b}{a})$为使上下壁板之间的间隙最小，令：ω_1max＝ω_2max得到即得出为控制上下壁板制孔时叠层材料界面产生毛刺，需施加在上壁板上的合适的压力载荷P_c；3)制孔时，通过压力调节机构将上壁板上的压力载荷调节到计算出的合适的压力载荷P_c，实现自动制孔时上下壁板夹层之间毛刺的控制。