本公開內(nèi)容的實(shí)施方式總體上涉及用于墊補(bǔ)彎曲體的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

可以利用墊片來解決在接合的構(gòu)件之間的表面上的差異或偏差。然而，過厚的墊片會與工程要求相沖突。此外，過厚的墊片會增加結(jié)構(gòu)的重量。此外，用于裁剪墊片尺寸的常規(guī)方法可能無法提供準(zhǔn)確的尺寸和所期望的尺寸的墊片。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，在本文中所公開的各種實(shí)施方式中提供了在接合構(gòu)件以形成結(jié)構(gòu)時(shí)使用的以減小時(shí)間和/或成本來選擇、制造和/或使用墊片。

本公開內(nèi)容的某些實(shí)施方式提供了一種方法。該方法包括以下步驟：提供第一構(gòu)件的第一數(shù)字表示以及第二構(gòu)件的第二數(shù)字表示。第一構(gòu)件和第二構(gòu)件被構(gòu)造成接合的。該方法還包括在相同的坐標(biāo)系中對準(zhǔn)第一數(shù)字表示與第二數(shù)字表示。此外，該方法包括：在坐標(biāo)系中確定與對應(yīng)于外加負(fù)荷的第一數(shù)字表示或第二數(shù)字表示的至少一個(gè)對應(yīng)的虛擬變形。另外，該方法包括：基于虛擬變形，確定待插入第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的墊片的墊片尺寸。該方法進(jìn)一步包括制造具有該墊片尺寸的墊片。

本公開內(nèi)容的某些實(shí)施方式提供了一種方法。該方法包括提供第一構(gòu)件和第二構(gòu)件。該方法還包括提供第一構(gòu)件的第一數(shù)字表示以及第二構(gòu)件的第二數(shù)字表示。第一構(gòu)件和第二構(gòu)件被構(gòu)造成接合的。該方法還包括：在相同的坐標(biāo)系中對準(zhǔn)第一數(shù)字表示與第二數(shù)字表示。此外，該方法包括：在坐標(biāo)系中確定與對應(yīng)于外加負(fù)荷的第一數(shù)字表示或第二數(shù)字表示的至少一個(gè)對應(yīng)的虛擬變形。另外，該方法包括：基于虛擬變形確定待插入第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的墊片的墊片尺寸。該方法進(jìn)一步包括制造具有該墊片尺寸墊片，并且使用插在其中的墊片接合第一構(gòu)件和第二構(gòu)件。

本公開內(nèi)容的某些實(shí)施方式提供了一種結(jié)構(gòu)，包括第一構(gòu)件、第二構(gòu)件以及插在第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的墊片。墊片具有基于虛擬變形選擇的墊片尺寸，虛擬變形與第一構(gòu)件的第一數(shù)字表示或者第二構(gòu)件的第二數(shù)字表示的至少一個(gè)對應(yīng)。虛擬變形是基于外加負(fù)荷。

附圖說明

圖1提供根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的方法的流程圖。

圖2提供了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的包括第一構(gòu)件、第二構(gòu)件，以及墊片的結(jié)構(gòu)的透視圖。

圖3是圖2的結(jié)構(gòu)的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的透視圖。

圖4示出根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的對準(zhǔn)的數(shù)字表示的示例。

圖5示出已被移動為靠近在一起的對準(zhǔn)的數(shù)字表示的示例。

圖6示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的使用彎曲的標(biāo)稱表面確定墊片尺寸的示例。

圖7示出通過使用圖6的標(biāo)稱匹配表面與第一和第二表面之間的差形成的示例性墊片。

圖8示出根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的通過使用第一表面與第一彎曲標(biāo)稱匹配表面之間的差，以及第二表面與第二彎曲標(biāo)稱匹配表面之間的差而形成的示例性墊片。

圖9示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的使用彎曲的數(shù)字表示確定墊片尺寸的示例。

圖10示出通過使用圖9的彎曲數(shù)字表示之間的空間形成的示例性墊片。

圖11提供了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的方法的流程圖。

圖12是飛機(jī)生產(chǎn)和保養(yǎng)的方法的框圖。

圖13是飛機(jī)的示意圖。

圖14是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間的空間的示意圖。

具體實(shí)施方式

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，將更好地理解上述總結(jié)以及以下某些實(shí)施方式的詳細(xì)說明。本文所用的以單數(shù)形式列出并與詞“一”或“一個(gè)”一起使用的元件和步驟應(yīng)當(dāng)被理解為并不排除多個(gè)元件或步驟。此外，對“一個(gè)實(shí)施方式”的引用不旨在解釋為排除了其它實(shí)施方式的存在，該其他實(shí)施方式也結(jié)合了所引用的特征。此外，除非明確說明與此相反，否則，“包括”或“具有”具有特定屬性的一個(gè)元件或具有特定屬性的多個(gè)元件的實(shí)施方式可包括不具有該屬性的附加的元件。

本公開內(nèi)容的實(shí)施方式提供用于在接合彎曲體(例如在允許的或預(yù)定的組裝力下將被彎曲的主體)時(shí)進(jìn)行墊補(bǔ)的系統(tǒng)和方法。各種實(shí)施方式提供填充匹配部件之間的空隙而所需的墊片的厚度的減小。在各種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)匹配表面的表面輪廓可被確定并用于創(chuàng)建每個(gè)匹配部件的數(shù)字表示。一個(gè)或多個(gè)匹配部件(或與其對應(yīng)的標(biāo)稱表面)可以實(shí)際上隨著在組裝期間存在的力進(jìn)行變形，以最小化部件之間的空隙。可以構(gòu)造數(shù)字體積以填充實(shí)際上偏離的部件之間的空隙，以及基于數(shù)字體積制造墊片。

本公開內(nèi)容的實(shí)施方式提供了彎曲體的改進(jìn)接合，例如用于接合彎曲體的墊片的改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造。如在本文中所討論的，相應(yīng)地提供了減少的組裝或制造時(shí)間和/或改善的質(zhì)量。

圖1提供了根據(jù)各種實(shí)施方式的方法100(例如，用于提供由兩個(gè)或更多個(gè)構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu))的流程圖。例如，方法100可以采用或由本文所討論的各種實(shí)施方式(例如，系統(tǒng)和/或方法和/或處理程流)的結(jié)構(gòu)或方面來執(zhí)行。在各種實(shí)施方式中，可以省略或添加某些步驟，可以組合某些步驟，可以同時(shí)執(zhí)行某些步驟，某些步驟可以被分成多個(gè)步驟，可以以不同的順序來執(zhí)行某些步驟，或者可以以重復(fù)的方式重新執(zhí)行某些步驟或一系列的步驟。

在102中，提供了第一構(gòu)件和第二構(gòu)件。第一構(gòu)件和第二構(gòu)件被構(gòu)造成接合在一起，例如，沿著第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的相應(yīng)面。第一構(gòu)件和第二構(gòu)件可以被接合，例如，以形成可被用作飛機(jī)機(jī)身或機(jī)翼的一部分的結(jié)構(gòu)。例如，圖2提供了根據(jù)各種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)200的透視圖。結(jié)構(gòu)200包括第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230，在第一構(gòu)件210與第二構(gòu)件230之間插有墊片220。第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230可以經(jīng)由緊固件250和/或緊固件260接合。例如，緊固件可以是受載彈簧緊固件。例如，緊固件250可以是用于原位保持第一構(gòu)件210、第二構(gòu)件230以及墊片220的臨時(shí)性緊固件，同時(shí)鉆開用于永久性緊固件260的導(dǎo)孔，和/或執(zhí)行其它對準(zhǔn)任務(wù)。在安裝永久性緊固件260之后，可以移除臨時(shí)性緊固件250。臨時(shí)性緊固件250可以比永久性緊固件260提供更小的接合力。在一些實(shí)施方式中，可以由不同的材料形成第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230。例如，第一構(gòu)件210可以被稱為框架，并且可以由鋁或鈦等制成。例如，第二構(gòu)件230可以由復(fù)合材料制成并且可以稱作筒(barrel)或表皮。例如，墊片220可以由玻璃纖維制成。需注意的是，可以沿著結(jié)構(gòu)200的長度提供一系列墊片220。在某些實(shí)施方式中，每個(gè)墊片220可以延伸跨過結(jié)構(gòu)200的寬度。

通常，墊片220可用于輔助確保第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230之間的正確配合或相互作用。例如，如果直接接合，第一構(gòu)件210和/或第二構(gòu)件230可能包括偏離目標(biāo)設(shè)計(jì)狀態(tài)的表面，從而在第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230之間形成間隙。在第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230被接合之后，可設(shè)計(jì)墊片220的尺寸，并將墊片220構(gòu)造成消除、減少或最小化結(jié)構(gòu)200中的任何內(nèi)部間隙。

圖3提供了結(jié)構(gòu)200的第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230的視圖，其中不具有墊片220。如在圖2和圖3中所示的，第一構(gòu)件210包括第一表面212，且第二構(gòu)件230包括第二表面232。第一表面212和第二表面232面向彼此，并被配置用于在其中插入墊片220(在圖3中未示出；例如，參見圖2)。

返回到圖1，在104中，提供了第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的數(shù)字表示。例如，可以提供第一構(gòu)件的第一數(shù)字表示，并且可以提供第二構(gòu)件的第二數(shù)字表示。數(shù)字表示可以包括第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的每個(gè)的至少一部分的映射。例如，繼續(xù)參考圖3，該數(shù)字表示可以分別包括第一構(gòu)件210的第一表面212的映射以及第二構(gòu)件230的第二表面232的映射。在一些實(shí)施方式中，可以通過測量第一構(gòu)件和第二構(gòu)件來提供數(shù)字表示。

例如，在圖1所說明的示例中，在106中，測量第一構(gòu)件和第二構(gòu)件以提供第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示。在一些實(shí)施方式中，可以使用3-D掃描設(shè)備測量第一構(gòu)件和第二構(gòu)件(例如，第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的一個(gè)或多個(gè)表面)，以提供第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的每個(gè)的至少一個(gè)表面的點(diǎn)云(point cloud)或映射。

在108中，第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示在相同的坐標(biāo)系內(nèi)被對準(zhǔn)。第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示可以基于期望的位置(在該位置第一構(gòu)件和第二構(gòu)件將被接合)而被對準(zhǔn)。例如，該數(shù)字表示可以基于一個(gè)或多個(gè)基線或基準(zhǔn)標(biāo)記(例如，角落或其它地標(biāo))被對準(zhǔn)。

圖4示出對準(zhǔn)的數(shù)字表示的示例。在圖4中，第一數(shù)字表示410和第二數(shù)字表示430在坐標(biāo)系450中相對于彼此對準(zhǔn)。在一些實(shí)施方式中，在與目標(biāo)設(shè)計(jì)條件對應(yīng)的位置處，或者在與最終組裝狀態(tài)對應(yīng)的位置處，第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示可以彼此對準(zhǔn)(例如，面向彼此并且彼此隔開距離)。在所示實(shí)施方式中，第一數(shù)字表示410對應(yīng)于第一構(gòu)件210，并包括第一表面212的點(diǎn)云或映射，而第二數(shù)字表示430對應(yīng)于第二構(gòu)件230，并且包括第二表面232的點(diǎn)云或映射。第一數(shù)字表示410和第二數(shù)字表示430彼此對準(zhǔn)，使得第一表面212和第二表面232面向彼此。需要注意的是，為了便于并清楚地說明，僅在兩個(gè)維度中示出圖4的數(shù)字表示，在實(shí)踐中，數(shù)字表示可以是三維的。在各種實(shí)施方式中，第一表面212和第二表面232可以彼此間隔開。如果第一表面212和第二表面232完全重合，這種定位將對應(yīng)于厚度為零的墊片。

返回到圖1，需要注意的是，在一些實(shí)施方式中，在初始對準(zhǔn)之后，可以對第一和第二數(shù)字表示進(jìn)行調(diào)整。例如，在圖示的實(shí)施方式中，在110中，在初始對準(zhǔn)之后，第一和第二數(shù)字表示在坐標(biāo)系內(nèi)被移位為彼此靠近。圖5示出圖4的已移近在一起的對準(zhǔn)的數(shù)字表示(例如，數(shù)字表示410、430)的示例。如在圖5中所示的，相比于圖4中所示的初始對準(zhǔn)位置，第一數(shù)字表示410和第二數(shù)字表示430被移位成彼此更靠近。在各種實(shí)施方式中，移動量可對應(yīng)于最小墊片厚度。例如，第一數(shù)字表示410可以向第二數(shù)字表示430移動，直到第一數(shù)字表示410和第二數(shù)字表示之間的最小距離550等于預(yù)定量，該預(yù)定量大于最小允許或期望的墊片厚度。朝向彼此移動數(shù)字表示可能有助于減小墊片厚度和/或改善第一和第二構(gòu)件的組裝定向。需要注意的是，在各種實(shí)施方式中，可以用如本文所討論的彎曲標(biāo)稱表面或所測量的表面向前、向后或者來回移動所測量的或所確定的表面。

在112處，確定對應(yīng)于第一數(shù)字表示或第二數(shù)字表示的至少一個(gè)的虛擬變形。在各種實(shí)施方式中，由于對應(yīng)于外加負(fù)荷，可能會出現(xiàn)虛擬變形。可以在第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示定位并相對于彼此對準(zhǔn)所在的坐標(biāo)系來確定虛擬變形。在一些實(shí)施方式中，可針對第一和第二數(shù)字表示兩者來確定虛擬變形，而在其它實(shí)施方式中，僅針對第一和第二數(shù)字表示中的一個(gè)來確定虛擬變形。在一些實(shí)施方式中，可以使用模型(諸如，施加了一種或多種力或負(fù)荷的數(shù)字表示的自由體圖)來確定虛擬變形。在一些實(shí)施方式中，可以采用有限元分析(FEA)或其它計(jì)算技術(shù)來確定虛擬變形。可以注意的是，可確定該虛擬變形用于一個(gè)或兩個(gè)數(shù)字表示本身的彎曲或者可確定該虛擬變形用于理想化的或標(biāo)稱的表面或者隨后可以與一個(gè)或兩個(gè)數(shù)字表示相當(dāng)?shù)谋硎尽?/p>

在圖示的實(shí)施方式中，在114中，虛擬負(fù)荷被施加到第一或第二數(shù)字表示中的至少一個(gè)。虛擬負(fù)荷對應(yīng)于外加負(fù)荷。外加負(fù)荷是在組裝和/或使用過程中，第一構(gòu)件和第二構(gòu)件將受到的負(fù)荷(或一組負(fù)荷)。虛擬負(fù)荷模擬外加負(fù)荷。例如，可通過將預(yù)定的接合力提供給第一和第二構(gòu)件的一系列緊固件來接合第一和第二構(gòu)件。在116中，隨后可在沿第一構(gòu)件和第二構(gòu)件而與緊固件的位置對應(yīng)的位置，且以與由緊固件提供的接合力對應(yīng)的大小將虛擬負(fù)荷施加到第一和/或第二數(shù)字表示。在各種實(shí)施方式中，可以另外地或替代地施加其它負(fù)荷。例如，對于會受到重力的懸臂式結(jié)構(gòu)，虛擬重力可以被施加到第一和第二數(shù)字表示的一個(gè)或兩個(gè)上。例如，如在圖6中所示，如果第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230從左側(cè)邊緣為懸臂式，則可以施加如圖6中所示的力635。

在一些實(shí)施方式中，在118中，確定虛擬變形可以包括：利用第一構(gòu)件或第二構(gòu)件中的至少一個(gè)的參數(shù)化模型。一般地，可構(gòu)造一個(gè)或兩個(gè)構(gòu)件的模型，該模型表示構(gòu)件的物理結(jié)構(gòu)。在模型中可以包括大小、形狀、材料、預(yù)期負(fù)荷的數(shù)量以及分配，及任何安裝點(diǎn)或約束。然后，模型的一個(gè)或多個(gè)特性(例如，所施加的力的量，或構(gòu)件的厚度等等)可以在值的預(yù)期的或可接受的范圍內(nèi)變化，并且所確定的變形量在范圍內(nèi)。然后，可基于一個(gè)或多個(gè)特性將變形量進(jìn)行參數(shù)化。例如，可以使用范圍內(nèi)的虛擬負(fù)荷對第一構(gòu)件(或框架)的模型進(jìn)行有限元分析，以生成參數(shù)化模型?？梢栽趫D11以及相關(guān)的討論中找到相關(guān)參數(shù)的其它細(xì)節(jié)?？梢宰⒁獾氖?，將部件的預(yù)測的彎曲參數(shù)化(例如，在允許的力的約束范圍內(nèi))可以允許快速預(yù)測形狀變化或偏離，而不必在每次設(shè)計(jì)墊片時(shí)都創(chuàng)建有限元模型。

在120中，基于虛擬變形，確定待插入在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間的墊片的墊片尺寸。例如，在確定了虛擬變形后，第一和第二數(shù)字表示的第一和第二表面的最終尺寸以及它們之間的距離可被用于確定將布置在第一和第二構(gòu)件之間的墊片的大小和形狀。因此，在各種實(shí)施方式中，通過說明、建?；蝾A(yù)測第一和/或第二構(gòu)件在被接合時(shí)將受到的變形量，可提供更精確大小和尺寸的墊片?？稍诟鞣N實(shí)施方式中利用確定墊片尺寸的各種不同的技術(shù)。

作為一個(gè)示例，在122中，確定第一數(shù)字表示和第一彎曲標(biāo)稱匹配表面之間的尺寸，并且確定第二數(shù)字表示和第二彎曲標(biāo)稱匹配表面之間的尺寸。標(biāo)稱表面對應(yīng)于理想狀態(tài)或設(shè)計(jì)狀態(tài)。需要注意的是，在一些實(shí)施方式中，如果在相應(yīng)位置(例如，從第二表面到標(biāo)稱表面)處的墊片厚度具有較大的絕對值，而得到合并的正墊片厚度，則可以對所測量的表面和標(biāo)稱表面進(jìn)行定向，使得可以從一個(gè)測量表面(例如，從第一表面到標(biāo)稱表面)生成負(fù)的墊片厚度值。

圖6示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的使用彎曲標(biāo)稱表面確定墊片尺寸的示例。例如，在圖6中，示出第一數(shù)字表示410和第二數(shù)字表示430。在第一數(shù)字表示410和第二數(shù)字表示430之間插入的是標(biāo)稱匹配表面650。標(biāo)稱匹配表面650描述了理想的第一和第二構(gòu)件之間的匹配，或第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230之間在不施加力的情況下的設(shè)計(jì)狀態(tài)中的匹配表面。第一數(shù)字表示410和標(biāo)稱匹配表面650之間的差對應(yīng)于實(shí)際第一構(gòu)件210與理論設(shè)計(jì)目標(biāo)的差異或偏差，并且第二數(shù)字表示430和標(biāo)稱匹配表面650之間的差對應(yīng)于實(shí)際第二構(gòu)件230與理論設(shè)計(jì)目標(biāo)的差異或偏差。在一些實(shí)施方式中，第一數(shù)字表示410和第二數(shù)字表示430可間隔開或與標(biāo)稱匹配表面650偏移附加的距離，以提供最小的墊片厚度。例如，如在圖14中所示，第一虛線1410對應(yīng)于第一構(gòu)件210在最小匹配表面1402的一側(cè)的初始定位，并且第二虛線1420對應(yīng)于第二構(gòu)件230的初始定位。如在圖14中所示的，第一虛線1410和第二虛線1420之間的距離1404小于最小墊片厚度1406。因此，第一構(gòu)件210可以被重新定位到對應(yīng)于第一實(shí)線1412的位置，并且第二構(gòu)件230可以被重新定位到對應(yīng)于第二實(shí)線1422的位置，以提供最小的墊片厚度1406。

為了定量待生產(chǎn)的墊片(例如，墊片220)的尺寸，可以由表示在彎曲狀態(tài)(例如，在部件經(jīng)歷了一個(gè)或多個(gè)負(fù)荷的施加的狀態(tài))下的完美或理想部件的一個(gè)或多個(gè)表面來代替標(biāo)稱匹配表面650。在圖示的實(shí)施方式中，分布式負(fù)荷652(例如，與由被配置為將第一構(gòu)件和第二構(gòu)件固定在一起的一組緊固件654提供的負(fù)荷對應(yīng)的負(fù)荷)被施加到對應(yīng)于第一構(gòu)件210的完美的或理想的部件，以提供第一彎曲標(biāo)稱匹配表面660。如在圖6中所示，第一彎曲標(biāo)稱匹配表面660比標(biāo)稱匹配表面650更靠近第一表面212，并在第一彎曲標(biāo)稱匹配表面660與第一表面212之間限定出空隙662?？障?62可用于定量待生產(chǎn)的墊片(例如，墊片220)的尺寸。第一彎曲標(biāo)稱匹配表面660和標(biāo)稱匹配表面650之間的空間664表示可以通過利用第一彎曲標(biāo)稱匹配表面660來代替標(biāo)稱匹配表面650而節(jié)省的墊片體積。

如在圖6中還示出，分布式負(fù)荷652(例如，與由被配置為將第一構(gòu)件和第二構(gòu)件固定在一起的一組緊固件654提供的負(fù)荷對應(yīng)的負(fù)荷)被施加到與第二構(gòu)件230對應(yīng)的完美的或者理想的部件，以提供第二彎曲標(biāo)稱匹配表面670。如在圖6中所示的，第二彎曲標(biāo)稱匹配表面670比標(biāo)稱匹配表面650更靠近第二表面232，并在第二彎曲標(biāo)稱匹配表面670與第二表面232之間限定出空隙672。空隙672可以被用來確定墊片尺寸的一部分。例如，空隙672的體積可被添加到空隙662的體積，以確定墊片體積802(見圖8)。第二彎曲標(biāo)稱匹配表面670與標(biāo)稱匹配表面650之間的空間674表示可以通過利用第二彎曲標(biāo)稱匹配表面670來代替標(biāo)稱匹配表面650而節(jié)省的墊片體積802(見圖8)。

圖7示出通過使用標(biāo)稱匹配表面650與第一表面212和第二表面232之間的差而形成的示例性墊片700。圖8示出通過分別使用第一表面212與第一彎曲標(biāo)稱匹配表面660之間的差，以及第二表面232與第二彎曲標(biāo)稱匹配表面670之間的差(或通過增加空隙662、672的體積)而形成的示例性墊片800。如在圖7和圖8中所示，當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件210和第二構(gòu)件230被彎曲時(shí)，可以從墊片800移除與該空間664、674的體積對應(yīng)的體積710(存在于墊片700中)，從而節(jié)省空間，并且可以提供更精確的墊片800以供使用。

回到圖1，作為另一個(gè)示例，在124中，根據(jù)基于虛擬變形的第一數(shù)字表示410與第二數(shù)字表示430之間的空間來確定墊片尺寸(見圖9-圖10以及相關(guān)的討論)。例如，第一數(shù)字表示410或第二數(shù)字表示430的一個(gè)或兩個(gè)可以虛擬地變形(例如，基于施加到第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230的已知負(fù)荷652)，并且第一數(shù)字表示410與第二數(shù)字表示430之間的空間被用于確定該墊片220的尺寸。

圖9示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的使用彎曲的數(shù)字表示(例如，912，932)來確定墊片(例如，墊片220)的尺寸的示例，并且圖10示出通過使用圖9的彎曲的數(shù)字表示之間的空間而形成的示例性墊片。如在圖9和圖10中所示，在彎曲狀態(tài)下，在第一數(shù)字表示410的第一表面212與第一數(shù)字表示410的第一彎曲表面912之間存在空間902。例如，與由緊固件提供的接合負(fù)荷對應(yīng)的分布式負(fù)荷950可被施加到第一數(shù)字表示410，以確定第一彎曲表面912。例如，通過了解與第一數(shù)字表示410對應(yīng)的第一構(gòu)件210的尺寸和材料，以及包括分布負(fù)荷950的力的量和位置，可以計(jì)算在分布負(fù)荷950的情況下第一數(shù)字表示410的彎曲或扭曲的量，以確定第一彎曲表面912的位置913和分布914。

類似地，分布負(fù)荷950可以被施加到第二數(shù)字表示430以確定第二彎曲的表面932。例如，通過了解與第二數(shù)字表示430對應(yīng)的第二構(gòu)件230的尺寸和材料，以及包括分布負(fù)荷950的力的量和位置，可以計(jì)算在分布負(fù)荷950的情況下第二數(shù)字表示430的彎曲或扭曲的量，以確定第二彎曲表面932的位置和分布。如在圖9中所示，在彎曲狀態(tài)下，在第二數(shù)字表示430的第二表面232與第二數(shù)字表示430的第二彎曲表面932之間存在空間904?？臻g902、904對應(yīng)于通過使用彎曲數(shù)字表示以形成墊片900而節(jié)省的墊片材料。

在126中，墊片(例如，墊片220)是通過使用在120中所確定的墊片尺寸而制造的。例如，可以用玻璃纖維制成墊片。需要注意的是，在各種實(shí)施方式中，可以使用墊片尺寸制造一組墊片。例如，可以沿著由第一構(gòu)件(例如，第一構(gòu)件210)和第二構(gòu)件(例如，第二構(gòu)件230)形成的結(jié)構(gòu)(例如，結(jié)構(gòu)200)的長度定位一系列墊片220。墊片220(或多個(gè)墊片)也可以設(shè)置有孔、槽，或被配置為接收將第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230接合的緊固件的其它開口。

在128中，墊片220(或多個(gè)墊片)被定位在第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件220之間?？梢远ㄎ粔|片220使得墊片220的第一面221(其具有與第一構(gòu)件210的第一表面212匹配或互補(bǔ)的輪廓)面向第一構(gòu)件210，而墊片220的相對的第二面223(其具有與第二構(gòu)件230的第二表面232匹配或互補(bǔ)的輪廓)面向第二構(gòu)件230?？梢宰⒁獾降氖?，在一些實(shí)施方式中，第二構(gòu)件230的偏差可以被轉(zhuǎn)移到對應(yīng)于第一構(gòu)件210的墊片220的一側(cè)。在實(shí)踐中，墊片220的彎曲性可以被用于實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)移。

在130中，第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230被接合。當(dāng)它們被接合時(shí)，在第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230之間插入墊片220。可以使用緊固件接合第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230。例如，在132中，提供外加負(fù)荷(與用來確定如本文中所討論的虛擬變形的虛擬負(fù)荷對應(yīng))的緊固件被用于將第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230接合。例如，緊固件可以是受載彈簧，并且提供預(yù)定量的接合力652，或裝載到第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230。

在實(shí)踐中，所模擬的虛擬負(fù)荷通常不一定與由用于接合構(gòu)件(例如，第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230)的永久性緊固件(例如，緊固件260)提供的負(fù)荷對應(yīng)。相反，虛擬負(fù)荷可以通常與臨時(shí)性的仿緊固件(例如，緊固件250)對應(yīng)，該仿緊固件用于將第一構(gòu)件210、墊片220以及第二構(gòu)件230保持在一起，同時(shí)進(jìn)行諸如部分對準(zhǔn)和鉆開導(dǎo)孔的操作。這些仿緊固件通常被限于施加比用于永久性地接合第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230的緊固件更小的力。通常工程要求規(guī)定由仿緊固件所提供的力的限制。工程要求還可以規(guī)定當(dāng)施加限制力時(shí)允許存在的最大間隙。通過永久性緊固件所施加的力通?？梢宰銐虼螅栽诓皇褂脡|片的情況下消除構(gòu)件之間的間隙，但是在處理中可能會在構(gòu)件中引起高強(qiáng)度的應(yīng)力。可以注意的是，虛擬力可以表示在組裝過程中所使用的任何數(shù)量的力。

如本文所指出的，在各種實(shí)施方式中，第一構(gòu)件210或第二構(gòu)件230中的至少一個(gè)的參數(shù)化模型可被用來確定與第一數(shù)字表示410或第二數(shù)字表示430的至少一個(gè)對應(yīng)的虛擬變形。圖11提供了根據(jù)各種實(shí)施方式的方法1100的流程圖。例如，可以采用或由本文所討論的各種實(shí)施方式(例如，系統(tǒng)和/或方法和/或處理流程)的結(jié)構(gòu)或各方面來執(zhí)行方法1100。在各種實(shí)施方式中，可以省略或添加某些步驟，可以組合某些步驟，可以同時(shí)執(zhí)行某些步驟，某些步驟可以被分成多個(gè)步驟，可以以不同的順序來執(zhí)行某些步驟，或者可以以重復(fù)的方式重新執(zhí)行某些步驟或一系列的步驟。

在1102中，創(chuàng)建了第一構(gòu)件210或第二構(gòu)件230的有限元模型。例如，可以基于第一構(gòu)件210的幾何尺寸、第一構(gòu)件210的材料及施加到第一構(gòu)件210的負(fù)荷632，以及對第一構(gòu)件210的移動的任何約束(例如，由接合第一構(gòu)件210和第二構(gòu)件230的過程中所使用的組裝夾具所提供的約束)來模擬第一構(gòu)件210或框架。

在1104中，通過可允許的范圍調(diào)整外加負(fù)荷632(例如，施加到有限元模型的負(fù)荷)，將結(jié)果(例如，在每個(gè)負(fù)荷調(diào)節(jié)下的有限元模型的偏離或變形)進(jìn)行收集、列表，和/或輸出用于進(jìn)一步的分析?？商娲鼗蛄硗獾?，可以在一定范圍內(nèi)對有限元模型的其它方面(如所施加的力的位置、第一構(gòu)件210或框架的厚度，或約束、支持，或邊界條件等等)進(jìn)行調(diào)整。

在1106中，創(chuàng)建了數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型可以是基于在1104中所收集的結(jié)果，作為施加的負(fù)荷632的函數(shù)(和/或在1104中變化的有限元模型的其它方面)的第一構(gòu)件210或框架的偏離或變形(在一個(gè)或多個(gè)方向上)的模型。

在1108中，該數(shù)學(xué)模型被應(yīng)用到表示一部分的參數(shù)化表面(例如表示一部分的CAD表面)。例如，可以利用標(biāo)稱的或測量的CAD表面，以將數(shù)學(xué)模型應(yīng)用到CAD表面以提供參數(shù)化的偏離或變形的表面。在一些實(shí)施方式中，參數(shù)化的偏離或變形表面可被用于確定墊片尺寸。

在圖示的實(shí)施方式中，在1110中，調(diào)整負(fù)荷參數(shù)，以優(yōu)化墊片輪廓(例如，914)。例如，通過對提供分布負(fù)荷632的一個(gè)或多個(gè)緊固件250上的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，從而調(diào)整第一構(gòu)件210或第二構(gòu)件230中的一個(gè)或多個(gè)的偏離，可以減小墊片輪廓(例如，914)和/或?qū)|片輪廓制作得更加均勻。

可以在如圖12中所示的飛機(jī)制造和維護(hù)方法1900以及如在圖13中所示的飛機(jī)1902的上下文中對本公開內(nèi)容的示例進(jìn)行描述。在預(yù)生產(chǎn)前的過程中，示例性方法1900可以包括飛機(jī)1902的規(guī)范和設(shè)計(jì)(方塊1904)以及材料采購(方塊1906)。在生產(chǎn)過程中，可能進(jìn)行飛機(jī)1902的組件和子組件制造(方塊1908)以及系統(tǒng)集成(塊1910)。此后，在將投入使用(方塊1914)前，飛機(jī)1902可以進(jìn)行認(rèn)證和交付(方塊1912)。在投入使用期間，飛機(jī)1902可能被安排進(jìn)行日常維護(hù)和保養(yǎng)(方塊1916)。日常維護(hù)和保養(yǎng)可以包括對飛機(jī)1902的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行修理、更換、翻新等。例如，在各種實(shí)施方式中，本公開內(nèi)容的示例可以連同方塊1908、1910或1916中的一個(gè)或多個(gè)一起使用。

可以由系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者(例如，客戶)執(zhí)行并操作說明性方法1900的每個(gè)處理。對于本說明書的目的，系統(tǒng)集成商可包括，但不限于，任何數(shù)目的飛機(jī)制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可以包括，但不限于，任意數(shù)量的銷售商、分包商以及供應(yīng)商；并且操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)組織等。

如在圖13中所示，通過說明性方法1900生產(chǎn)的飛機(jī)1902可以包括具有多個(gè)高級系統(tǒng)1920和機(jī)艙1922的機(jī)身1918。高級系統(tǒng)1920的示例包括推進(jìn)系統(tǒng)1924、電氣系統(tǒng)1926、液壓系統(tǒng)1928以及環(huán)境系統(tǒng)1930中的一個(gè)或多個(gè)?？梢园ㄈ魏螖?shù)量的其它系統(tǒng)。雖然示出了航空示例，但是本文中所公開的原理可以應(yīng)用于其它工業(yè)，例如汽車工業(yè)。因此，除了飛機(jī)1902，本文中所公開的原理可以應(yīng)用于其它運(yùn)載工具，例如，陸上運(yùn)載工具、船舶運(yùn)載工具、太空運(yùn)載工具等。在各種實(shí)施方式中，可以關(guān)于機(jī)身1918或機(jī)艙1922中的一個(gè)或多個(gè)使用本公開內(nèi)容的示例。

可以在生產(chǎn)和維護(hù)方法1900的任何一個(gè)或多個(gè)階段中采用本文所示出或描述的裝置和方法。例如，使用類似于當(dāng)飛機(jī)1902投入使用時(shí)生產(chǎn)的組件或子組件的方法制造或生產(chǎn)與組件和子組件的制造1908對應(yīng)的組件和部件。另外，在生產(chǎn)階段1908和1910的過程中使用裝置、方法或其組合的一個(gè)或多個(gè)示例，例如，通過顯著地加速組裝飛機(jī)1902或減小飛機(jī)1902的成本。同樣，例如，但不限于當(dāng)飛機(jī)1902處于投入使用時(shí)，可以在例如，維護(hù)和保養(yǎng)階段(方框1916)，利用裝置或方法實(shí)現(xiàn)，或者其組合的一個(gè)或多個(gè)示例。

本文中所公開的裝置和方法的不同示例包括各種元件、特征以及功能。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文中所公開的裝置和方法的各種示例可以以任意的組合包括本文中所公開的裝置和方法的任何其它示例的任何組件、特征以及功能，并且所有這種可能性意指在本公開的精神和范圍內(nèi)。

雖然各種空間和方向術(shù)語，例如頂部、底部、下部、中間、橫向、水平、垂直、前方等可以用于描述本公開內(nèi)容的實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解的是，這種術(shù)語僅僅相對于在附圖中所示的方向而使用。方向可以顛倒、旋轉(zhuǎn)、或以其它方式改變，使得上部是下部，反之亦然，水平變成垂直等。

如本文所用的，被“配置為”執(zhí)行任務(wù)或操作的結(jié)構(gòu)、限制、或元件具體在結(jié)構(gòu)上形成、建造，或適配為與任務(wù)或操作對應(yīng)的方法。為了清楚性且避免疑問，僅僅是能夠被修改以執(zhí)行任務(wù)或操作的對象沒有被“配置為”執(zhí)行如本文所用的任務(wù)或操作。

應(yīng)該理解的是，上文的描述旨在是說明性的，而不是限制性的。例如，上述實(shí)施方式(和/或其方面)可以與彼此組合使用。此外，在不背離它們的范圍的情況下，可以對適用于本公開的內(nèi)容的各種實(shí)施方式的教導(dǎo)的特定情況或材料進(jìn)行各種修改。雖然本文所描述的材料的尺寸和類型意在限定本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式的參數(shù)，但是這些實(shí)施方式絕不是限制性的，而是示例性的實(shí)施方式。對于回顧上面的描述的本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，許多其它實(shí)施方式將是顯而易見的。因此，應(yīng)當(dāng)參照所附的權(quán)利要求以及這種授權(quán)的權(quán)利要求的等價(jià)物的全部范圍來確定本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式的范圍。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“包括(including)”和“其中(in which)”被用作相應(yīng)術(shù)語“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的普通英文等同物。此外，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等僅用作標(biāo)記，并非旨在對它們的對象施加數(shù)值要求。此外，下列權(quán)利要求的限制沒有寫成裝置-加-功能的格式，并且不旨在根據(jù)35U.S.C.§112(f)進(jìn)行解釋，除非并直到這種權(quán)利要求的限制明確使用短語“意味著”隨后是進(jìn)一步結(jié)構(gòu)的空隙函數(shù)的陳述。

因此，總之，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了：

A1.一種方法，所述方法包括以下步驟：

提供第一構(gòu)件的第一數(shù)字表示以及第二構(gòu)件的第二數(shù)字表示，其中，第一構(gòu)件和第二構(gòu)件被構(gòu)造成接合的；

在相同的坐標(biāo)系中對準(zhǔn)第一數(shù)字表示與第二數(shù)字表示；

在坐標(biāo)系中，確定與第一數(shù)字表示或第二數(shù)字表示的至少一個(gè)對應(yīng)的虛擬變形，該虛擬變形對應(yīng)于外加負(fù)荷；

基于虛擬變形，確定待插入在第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的墊片的墊片尺寸；并且

制造具有該墊片尺寸的墊片。

A2.還提供了一種根據(jù)段落A1的方法，其中，確定虛擬變形包括：施加與外加負(fù)荷對應(yīng)的虛擬負(fù)荷。

A3.還提供了一種根據(jù)段落A2的方法，其中，虛擬負(fù)荷與多個(gè)緊固件來提供的分布負(fù)荷對應(yīng)，多個(gè)緊固件被配置為將第一構(gòu)件與第二構(gòu)件接合在一起。

A4.還提供了一種根據(jù)段落A1的方法，其中，確定虛擬變形包括：利用第一構(gòu)件或第二構(gòu)件的至少一個(gè)的參數(shù)化模型。

A5.還提供了一種根據(jù)段落A4的方法，進(jìn)一步包括：使用虛擬負(fù)荷范圍、約束范圍，或者邊界條件范圍的至少一個(gè)，對第一構(gòu)件或第二構(gòu)件的至少一個(gè)執(zhí)行有限元分析，以生成參數(shù)化模型。

A6.還提供了一種根據(jù)段落A1的方法，進(jìn)一步包括：分別測量第一構(gòu)件和第二構(gòu)件，以提供第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示。

A7.還提供了一種根據(jù)段落A6的方法，其中，測量第一構(gòu)件包括確定與第一構(gòu)件的第一表面對應(yīng)的第一點(diǎn)云，并且測量第二構(gòu)件包括確定與第二構(gòu)件的第二表面對應(yīng)的第二點(diǎn)云，第一表面和第二表面面向彼此，并且被配置為使墊片插在第一表面和第二表面之間。

A8.還提供了一種根據(jù)段落A1的方法，進(jìn)一步包括：在坐標(biāo)系中初始對準(zhǔn)之后，移動第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示為彼此更靠近。

A9.還提供了一種根據(jù)段落A1的方法，其中，確定墊片尺寸包括基于虛擬變形確定第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示之間的空間的尺寸。

A10.還提供了一種根據(jù)段落A1的方法，其中，確定墊片尺寸包括確定第一數(shù)字表示和第一彎曲標(biāo)稱匹配表面之間的尺寸，并且確定第二數(shù)字表示和第二彎曲標(biāo)稱匹配表面之間的尺寸

B1.一種方法，所述方法包括以下步驟：

提供被配置為彼此接合的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件；

提供第一構(gòu)件的第一數(shù)字表示以及第二構(gòu)件的第二數(shù)字表示；

在相同的坐標(biāo)系中對準(zhǔn)第一數(shù)字表示與第二數(shù)字表示；

在坐標(biāo)系中，確定與第一數(shù)字表示或第二數(shù)字表示的至少一個(gè)對應(yīng)的虛擬變形，該虛擬變形對應(yīng)于外加負(fù)荷；

基于虛擬變形，確定待插入在第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的墊片的墊片尺寸；并且

制造具有該墊片尺寸的墊片；并且

以插入在其中的墊片的方式接合第一構(gòu)件和第二構(gòu)件。

B2.還提供了一種根據(jù)段落B1的方法，其中，確定虛擬變形包括：施加與外加負(fù)荷對應(yīng)的虛擬負(fù)荷。

B3.還提供了一種根據(jù)段落B2的方法，其中，虛擬負(fù)荷與多個(gè)緊固件提供的分布負(fù)荷對應(yīng)，多個(gè)緊固件被配置為將第一構(gòu)件與第二構(gòu)件接合在一起，并且其中，接合第一構(gòu)件和第二構(gòu)件包括使用多個(gè)緊固件接合第一構(gòu)件和第二構(gòu)件。

B4.還提供了一種根據(jù)段落B3的方法，其中，多個(gè)緊固件是臨時(shí)性緊固件，該方法進(jìn)一步包括：使用永久性緊固件接合第一構(gòu)件和第二構(gòu)件，并移除臨時(shí)性緊固件。

B5.還提供了一種根據(jù)段落B1的方法，其中，確定虛擬變形包括：利用第一構(gòu)件或第二構(gòu)件的至少一個(gè)的參數(shù)化模型。

B6.還提供了一種根據(jù)段落B5的方法，進(jìn)一步包括：使用虛擬負(fù)荷范圍、約束范圍，或者邊界條件范圍的至少一個(gè)，對第一構(gòu)件或第二構(gòu)件的至少一個(gè)執(zhí)行有限元分析，以生成參數(shù)化模型。

B7.還提供了一種根據(jù)段落B1的方法，進(jìn)一步包括：分別測量第一構(gòu)件和第二構(gòu)件，以提供第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示。

B8.還提供了一種根據(jù)段落B7的方法，其中，測量第一構(gòu)件包括確定與第一構(gòu)件的第一表面對應(yīng)的第一點(diǎn)云，并且測量第二構(gòu)件包括確定與第二構(gòu)件的第二表面對應(yīng)的第二點(diǎn)云，第一表面和第二表面面向彼此，并且被配置為使墊片插在第一表面和第二表面之間。

B9.還提供了一種根據(jù)段落B1的方法，進(jìn)一步包括：在坐標(biāo)系中初始對準(zhǔn)之后，移動第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示更靠近彼此。

B10.還提供了一種根據(jù)段落B1的方法，其中，確定墊片尺寸包括基于虛擬變形確定第一數(shù)字表示和第二數(shù)字表示之間的空間的尺寸。

B11.還提供了一種根據(jù)段落B1的方法，其中，確定墊片尺寸包括確定第一數(shù)字表示和第一彎曲標(biāo)稱匹配表面之間的尺寸，并且確定第二數(shù)字表示和第二彎曲標(biāo)稱匹配表面之間的尺寸。

C1.一種結(jié)構(gòu)，包括：

第一構(gòu)件；

第二構(gòu)件；以及

墊片，墊片被插在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間，其中，墊片包括基于第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的虛擬模型而選擇的墊片尺寸。

C2.還提供了一種根據(jù)段落C1的結(jié)構(gòu)，其中，基于與第一構(gòu)件的第一數(shù)字表示或者第二構(gòu)件的第二數(shù)字表示的至少一個(gè)對應(yīng)的虛擬變形選擇墊片尺寸，虛擬變形是基于外加負(fù)荷的。

C3.還提供了一種根據(jù)段落C1的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括：以墊片插在其中的方式接合第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的永久性緊固件，其中，虛擬變形與由臨時(shí)性緊固件提供的分布負(fù)荷對應(yīng)。

本書面說明書使用示例公開了包括最優(yōu)模式的本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式，并且還使任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍竟_內(nèi)容的各種實(shí)施方式，包括制造和使用任何設(shè)備或者系統(tǒng)并且執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式的可專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且包括可由本領(lǐng)域中的技術(shù)人員想到的其它示例。這種其它示例意在在權(quán)利要求范圍內(nèi)，如果該示例具有從字面語言上看與權(quán)利要求沒有不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果該示例包括具有從字面語言上看與權(quán)利要求無實(shí)質(zhì)不同的同等結(jié)構(gòu)元件。