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摘要：一种跨时空温差下航空构件热变形各向异性补偿的基准统一方法，首先，在航空构件长时域装配过程中，获取不同温度下关键点的坐标及温度数据；其次，基于拟合残差最小原理，通过不同温度下系列同名关键点的名义坐标及实测坐标，将两组数据基准对齐，以获取统一基准下各个关键点坐标偏差；然后，基于上述热变形偏差建立温差与各关键点热变形偏差之间的函数映射模型，并基于上述求解的模型系数计算关键点名义坐标的热变形偏差量，进而对名义坐标修正；最后，基于修正后的关键点名义坐标值，建立两组数据之间基准统一模型，从而保证跨时空温差下航空构件基准统一精度，为航空构件因供应商车间与总装车间之间温度差异诱发的热变形问题提供解决方案。

主权项：1.一种跨时空温差下航空构件热变形各向异性补偿的基准统一方法，其特征在于，步骤如下：第一步，长时域装配中构件关键点坐标及温度的同步测量首先，在构件关键点上布设温度传感器，并在构件周围放置激光跟踪仪；在构件长时域装配过程中，获取不同温度下构件关键点实测坐标值及温度值，并建立构件关键点的温度数据集Temp和实测坐标数据集Data，如式1所示； 式1中，i＝1,2,…m，m为关键点数量，j＝1,2,…n，n为测量次数；ti,j为第i个关键点在第j次测量时的温度，pi,j＝xi,j,yi,j,zi,jT为实测基准下第i个关键点在第j次测量时的实测坐标；第二步，构件关键点的各向异性热变形偏差求解设名义基准中第i个关键点的名义坐标，基于拟合残差最小化原理，如式2所示，通过名义基准中的名义坐标与实测基准中任意一组同批次实测数据pi,j，求解实测基准与名义基准之间的转站参数； 式中，RG-L和TG-L为实测基准转换至名义基准的旋转矩阵和平移向量，通过旋转矩阵和平移向量将实测基准中所有关键点实测坐标pi,j转换至名义基准下，表示如式3所示； 通过式4计算构件关键点的热变形偏差及温差，构建热变形偏差数据集D； Δti,j＝ti,j-ti,1式中，δi,j为第i个待测关键点第j次测量的坐标与第一次测量的关键点热变形偏差，Δti,j为第i个关键点第j次测量的温差；第三步，关键点热变形偏差与温差的函数映射模型构建首先对构件进行热变形仿真，记录不同温度下关键点的热变形偏差，确定各关键点的热变形仿真偏移量与温差呈强线性关系；之后基于最小二乘方法，计算缩放系数，如式5所示，建立构件关键点的热变形偏差与温差的函数映射模型，如式6所示； δi,j＝λiΔti,j+bi6式中，λi为第i个关键点的缩放系数，bi为第i个关键点的常数项，缩放系数λi和常数项bi为λi＝λxi,λyi,λziT、bi＝bxi,byi,bziT；之后将各关键点的温差和热变形偏差数据集D代入式6中，求解出每个关键点的缩放系数λi及常数项bi，如式7所示；λ＝[λ1,λ2，......，λn]T,b＝[b1,b2，......，bn]T7基于该函数映射模型，即计算任意温度下关键点热变形偏差；并再次通过温度传感器测量构件上的温度数据，同时用激光跟踪仪获取关键点坐标pi,n+1，将温度数据代入公式4中从而获取温差，然后基于公式6，计算得到该温度下关键点热变形偏差δi,n+1，并对名义基准中的名义坐标进行修正，修正后的关键点坐标如式8所示： 式中，即为第i个关键点名义坐标修正后的坐标值；第四步，基于分步转换的实测基准与名义基准统一模型建立为提高转站精度，基于分布转换方法建立实测-名义基准统一模型，在实测基准与名义基准之间设置过渡基准，实测基准先转换至过渡基准，再由过渡基准换至名义基准，如9所示； 式中，为pi,n+1转换至名义基准下的关键点坐标，RL-M和TL-M分别为实测基准转换到过渡基准的旋转矩阵和平移向量，与式2中计算RG-L和TG-L一致，RM-G和TM-G分别为过渡基准转换到名义基准的旋转矩阵和平移向量；过渡基准和名义基准之间仅存在微小转角，此时将非线性旋转矩阵转化为线性旋转矩阵，如10所示； 式中，和为过渡基准和名义基准之间的微小旋转角；c、s分别表示cosine函数与sine函数；计算关键点转换至名义基准的实测坐标与名义基准下修正后坐标的配准误差，如11所示；

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