CN106709124B - 用于垫补弯曲体的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开内容涉及用于垫补弯曲体的系统和方法。提供了一种方法，该方法包括提供第一构件的第一数字表示以及第二构件的第二数字表示。第一构件和第二构件被构造成接合的。该方法还包括在相同的坐标系中对准第一数字表示与第二数字表示。此外，该方法包括在坐标系中，确定与对应于外加负荷的第一数字表示或第二数字表示的至少一个对应的虚拟变形。另外，该方法包括基于虚拟变形，确定在第一构件与第二构件之间待插入的垫片的垫片尺寸。该方法进一步包括用垫片尺寸制造垫片。

Description

用于垫补弯曲体的系统和方法

技术领域

本公开内容的实施方式总体上涉及用于垫补弯曲体的系统和方法。

背景技术

可以利用垫片来解决在接合的构件之间的表面上的差异或偏差。然而，过厚的垫片会与工程要求相冲突。此外，过厚的垫片会增加结构的重量。此外，用于裁剪垫片尺寸的常规方法可能无法提供准确的尺寸和所期望的尺寸的垫片。

发明内容

因此，在本文中所公开的各种实施方式中提供了在接合构件以形成结构时使用的以减小时间和/或成本来选择、制造和/或使用垫片。

本公开内容的某些实施方式提供了一种方法。该方法包括以下步骤：提供第一构件的第一数字表示以及第二构件的第二数字表示。第一构件和第二构件被构造成接合的。该方法还包括在相同的坐标系中对准第一数字表示与第二数字表示。此外，该方法包括：在坐标系中确定与对应于外加负荷的第一数字表示或第二数字表示的至少一个对应的虚拟变形。另外，该方法包括：基于虚拟变形，确定待插入第一构件与第二构件之间的垫片的垫片尺寸。该方法进一步包括制造具有该垫片尺寸的垫片。

本公开内容的某些实施方式提供了一种方法。该方法包括提供第一构件和第二构件。该方法还包括提供第一构件的第一数字表示以及第二构件的第二数字表示。第一构件和第二构件被构造成接合的。该方法还包括：在相同的坐标系中对准第一数字表示与第二数字表示。此外，该方法包括：在坐标系中确定与对应于外加负荷的第一数字表示或第二数字表示的至少一个对应的虚拟变形。另外，该方法包括：基于虚拟变形确定待插入第一构件与第二构件之间的垫片的垫片尺寸。该方法进一步包括制造具有该垫片尺寸垫片，并且使用插在其中的垫片接合第一构件和第二构件。

本公开内容的某些实施方式提供了一种结构，包括第一构件、第二构件以及插在第一构件与第二构件之间的垫片。垫片具有基于虚拟变形选择的垫片尺寸，虚拟变形与第一构件的第一数字表示或者第二构件的第二数字表示的至少一个对应。虚拟变形是基于外加负荷。

附图说明

图1提供根据本公开内容的实施方式的方法的流程图。

图2提供了根据本公开内容的实施方式的包括第一构件、第二构件，以及垫片的结构的透视图。

图3是图2的结构的第一构件和第二构件的透视图。

图4示出根据本公开内容的实施方式的对准的数字表示的示例。

图5示出已被移动为靠近在一起的对准的数字表示的示例。

图6示出了根据本公开内容的实施方式的使用弯曲的标称表面确定垫片尺寸的示例。

图7示出通过使用图6的标称匹配表面与第一和第二表面之间的差形成的示例性垫片。

图8示出根据本公开内容的实施方式的通过使用第一表面与第一弯曲标称匹配表面之间的差，以及第二表面与第二弯曲标称匹配表面之间的差而形成的示例性垫片。

图9示出了根据本公开内容的实施方式的使用弯曲的数字表示确定垫片尺寸的示例。

图10示出通过使用图9的弯曲数字表示之间的空间形成的示例性垫片。

图11提供了根据本公开内容的实施方式的方法的流程图。

图12是飞机生产和保养的方法的框图。

图13是飞机的示意图。

图14是根据本公开内容的实施方式的第一构件和第二构件之间的空间的示意图。

具体实施方式

当结合附图阅读时，将更好地理解上述总结以及以下某些实施方式的详细说明。本文所用的以单数形式列出并与词“一”或“一个”一起使用的元件和步骤应当被理解为并不排除多个元件或步骤。此外，对“一个实施方式”的引用不旨在解释为排除了其它实施方式的存在，该其他实施方式也结合了所引用的特征。此外，除非明确说明与此相反，否则，“包括”或“具有”具有特定属性的一个元件或具有特定属性的多个元件的实施方式可包括不具有该属性的附加的元件。

本公开内容的实施方式提供用于在接合弯曲体(例如在允许的或预定的组装力下将被弯曲的主体)时进行垫补的系统和方法。各种实施方式提供填充匹配部件之间的空隙而所需的垫片的厚度的减小。在各种实施方式中，一个或多个匹配表面的表面轮廓可被确定并用于创建每个匹配部件的数字表示。一个或多个匹配部件(或与其对应的标称表面)可以实际上随着在组装期间存在的力进行变形，以最小化部件之间的空隙。可以构造数字体积以填充实际上偏离的部件之间的空隙，以及基于数字体积制造垫片。

本公开内容的实施方式提供了弯曲体的改进接合，例如用于接合弯曲体的垫片的改进设计和制造。如在本文中所讨论的，相应地提供了减少的组装或制造时间和/或改善的质量。

图1提供了根据各种实施方式的方法100(例如，用于提供由两个或更多个构件组成的结构)的流程图。例如，方法100可以采用或由本文所讨论的各种实施方式(例如，系统和/或方法和/或处理程流)的结构或方面来执行。在各种实施方式中，可以省略或添加某些步骤，可以组合某些步骤，可以同时执行某些步骤，某些步骤可以被分成多个步骤，可以以不同的顺序来执行某些步骤，或者可以以重复的方式重新执行某些步骤或一系列的步骤。

在102中，提供了第一构件和第二构件。第一构件和第二构件被构造成接合在一起，例如，沿着第一构件和第二构件的相应面。第一构件和第二构件可以被接合，例如，以形成可被用作飞机机身或机翼的一部分的结构。例如，图2提供了根据各种实施方式的结构200的透视图。结构200包括第一构件210和第二构件230，在第一构件210与第二构件230之间插有垫片220。第一构件210和第二构件230可以经由紧固件250和/或紧固件260接合。例如，紧固件可以是受载弹簧紧固件。例如，紧固件250可以是用于原位保持第一构件210、第二构件230以及垫片220的临时性紧固件，同时钻开用于永久性紧固件260的导孔，和/或执行其它对准任务。在安装永久性紧固件260之后，可以移除临时性紧固件250。临时性紧固件250可以比永久性紧固件260提供更小的接合力。在一些实施方式中，可以由不同的材料形成第一构件210和第二构件230。例如，第一构件210可以被称为框架，并且可以由铝或钛等制成。例如，第二构件230可以由复合材料制成并且可以称作筒(barrel)或表皮。例如，垫片220可以由玻璃纤维制成。需注意的是，可以沿着结构200的长度提供一系列垫片220。在某些实施方式中，每个垫片220可以延伸跨过结构200的宽度。

通常，垫片220可用于辅助确保第一构件210和第二构件230之间的正确配合或相互作用。例如，如果直接接合，第一构件210和/或第二构件230可能包括偏离目标设计状态的表面，从而在第一构件210和第二构件230之间形成间隙。在第一构件210和第二构件230被接合之后，可设计垫片220的尺寸，并将垫片220构造成消除、减少或最小化结构200中的任何内部间隙。

图3提供了结构200的第一构件210和第二构件230的视图，其中不具有垫片220。如在图2和图3中所示的，第一构件210包括第一表面212，且第二构件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垫片220(在图3中未示出；例如，参见图2)。

返回到图1，在104中，提供了第一构件和第二构件的数字表示。例如，可以提供第一构件的第一数字表示，并且可以提供第二构件的第二数字表示。数字表示可以包括第一构件和第二构件的每个的至少一部分的映射。例如，继续参考图3，该数字表示可以分别包括第一构件210的第一表面212的映射以及第二构件230的第二表面232的映射。在一些实施方式中，可以通过测量第一构件和第二构件来提供数字表示。

例如，在图1所说明的示例中，在106中，测量第一构件和第二构件以提供第一数字表示和第二数字表示。在一些实施方式中，可以使用3-D扫描设备测量第一构件和第二构件(例如，第一构件和第二构件的一个或多个表面)，以提供第一构件和第二构件的每个的至少一个表面的点云(point cloud)或映射。

在108中，第一数字表示和第二数字表示在相同的坐标系内被对准。第一数字表示和第二数字表示可以基于期望的位置(在该位置第一构件和第二构件将被接合)而被对准。例如，该数字表示可以基于一个或多个基线或基准标记(例如，角落或其它地标)被对准。

图4示出对准的数字表示的示例。在图4中，第一数字表示410和第二数字表示430在坐标系450中相对于彼此对准。在一些实施方式中，在与目标设计条件对应的位置处，或者在与最终组装状态对应的位置处，第一数字表示和第二数字表示可以彼此对准(例如，面向彼此并且彼此隔开距离)。在所示实施方式中，第一数字表示410对应于第一构件210，并包括第一表面212的点云或映射，而第二数字表示430对应于第二构件230，并且包括第二表面232的点云或映射。第一数字表示410和第二数字表示430彼此对准，使得第一表面212和第二表面232面向彼此。需要注意的是，为了便于并清楚地说明，仅在两个维度中示出图4的数字表示，在实践中，数字表示可以是三维的。在各种实施方式中，第一表面212和第二表面232可以彼此间隔开。如果第一表面212和第二表面232完全重合，这种定位将对应于厚度为零的垫片。

返回到图1，需要注意的是，在一些实施方式中，在初始对准之后，可以对第一和第二数字表示进行调整。例如，在图示的实施方式中，在110中，在初始对准之后，第一和第二数字表示在坐标系内被移位为彼此靠近。图5示出图4的已移近在一起的对准的数字表示(例如，数字表示410、430)的示例。如在图5中所示的，相比于图4中所示的初始对准位置，第一数字表示410和第二数字表示430被移位成彼此更靠近。在各种实施方式中，移动量可对应于最小垫片厚度。例如，第一数字表示410可以向第二数字表示430移动，直到第一数字表示410和第二数字表示之间的最小距离550等于预定量，该预定量大于最小允许或期望的垫片厚度。朝向彼此移动数字表示可能有助于减小垫片厚度和/或改善第一和第二构件的组装定向。需要注意的是，在各种实施方式中，可以用如本文所讨论的弯曲标称表面或所测量的表面向前、向后或者来回移动所测量的或所确定的表面。

在112处，确定对应于第一数字表示或第二数字表示的至少一个的虚拟变形。在各种实施方式中，由于对应于外加负荷，可能会出现虚拟变形。可以在第一数字表示和第二数字表示定位并相对于彼此对准所在的坐标系来确定虚拟变形。在一些实施方式中，可针对第一和第二数字表示两者来确定虚拟变形，而在其它实施方式中，仅针对第一和第二数字表示中的一个来确定虚拟变形。在一些实施方式中，可以使用模型(诸如，施加了一种或多种力或负荷的数字表示的自由体图)来确定虚拟变形。在一些实施方式中，可以采用有限元分析(FEA)或其它计算技术来确定虚拟变形。可以注意的是，可确定该虚拟变形用于一个或两个数字表示本身的弯曲或者可确定该虚拟变形用于理想化的或标称的表面或者随后可以与一个或两个数字表示相当的表示。

在图示的实施方式中，在114中，虚拟负荷被施加到第一或第二数字表示中的至少一个。虚拟负荷对应于外加负荷。外加负荷是在组装和/或使用过程中，第一构件和第二构件将受到的负荷(或一组负荷)。虚拟负荷模拟外加负荷。例如，可通过将预定的接合力提供给第一和第二构件的一系列紧固件来接合第一和第二构件。在116中，随后可在沿第一构件和第二构件而与紧固件的位置对应的位置，且以与由紧固件提供的接合力对应的大小将虚拟负荷施加到第一和/或第二数字表示。在各种实施方式中，可以另外地或替代地施加其它负荷。例如，对于会受到重力的悬臂式结构，虚拟重力可以被施加到第一和第二数字表示的一个或两个上。例如，如在图6中所示，如果第一构件210和第二构件230从左侧边缘为悬臂式，则可以施加如图6中所示的力635。

在一些实施方式中，在118中，确定虚拟变形可以包括：利用第一构件或第二构件中的至少一个的参数化模型。一般地，可构造一个或两个构件的模型，该模型表示构件的物理结构。在模型中可以包括大小、形状、材料、预期负荷的数量以及分配，及任何安装点或约束。然后，模型的一个或多个特性(例如，所施加的力的量，或构件的厚度等等)可以在值的预期的或可接受的范围内变化，并且所确定的变形量在范围内。然后，可基于一个或多个特性将变形量进行参数化。例如，可以使用范围内的虚拟负荷对第一构件(或框架)的模型进行有限元分析，以生成参数化模型。可以在图11以及相关的讨论中找到相关参数的其它细节。可以注意的是，将部件的预测的弯曲参数化(例如，在允许的力的约束范围内)可以允许快速预测形状变化或偏离，而不必在每次设计垫片时都创建有限元模型。

在120中，基于虚拟变形，确定待插入在第一构件和第二构件之间的垫片的垫片尺寸。例如，在确定了虚拟变形后，第一和第二数字表示的第一和第二表面的最终尺寸以及它们之间的距离可被用于确定将布置在第一和第二构件之间的垫片的大小和形状。因此，在各种实施方式中，通过说明、建模或预测第一和/或第二构件在被接合时将受到的变形量，可提供更精确大小和尺寸的垫片。可在各种实施方式中利用确定垫片尺寸的各种不同的技术。

作为一个示例，在122中，确定第一数字表示和第一弯曲标称匹配表面之间的尺寸，并且确定第二数字表示和第二弯曲标称匹配表面之间的尺寸。标称表面对应于理想状态或设计状态。需要注意的是，在一些实施方式中，如果在相应位置(例如，从第二表面到标称表面)处的垫片厚度具有较大的绝对值，而得到合并的正垫片厚度，则可以对所测量的表面和标称表面进行定向，使得可以从一个测量表面(例如，从第一表面到标称表面)生成负的垫片厚度值。

图6示出了根据各种实施方式的使用弯曲标称表面确定垫片尺寸的示例。例如，在图6中，示出第一数字表示410和第二数字表示430。在第一数字表示410和第二数字表示430之间插入的是标称匹配表面650。标称匹配表面650描述了理想的第一和第二构件之间的匹配，或第一构件210和第二构件230之间在不施加力的情况下的设计状态中的匹配表面。第一数字表示410和标称匹配表面650之间的差对应于实际第一构件210与理论设计目标的差异或偏差，并且第二数字表示430和标称匹配表面650之间的差对应于实际第二构件230与理论设计目标的差异或偏差。在一些实施方式中，第一数字表示410和第二数字表示430可间隔开或与标称匹配表面650偏移附加的距离，以提供最小的垫片厚度。例如，如在图14中所示，第一虚线1410对应于第一构件210在最小匹配表面1402的一侧的初始定位，并且第二虚线1420对应于第二构件230的初始定位。如在图14中所示的，第一虚线1410和第二虚线1420之间的距离1404小于最小垫片厚度1406。因此，第一构件210可以被重新定位到对应于第一实线1412的位置，并且第二构件230可以被重新定位到对应于第二实线1422的位置，以提供最小的垫片厚度1406。

为了定量待生产的垫片(例如，垫片220)的尺寸，可以由表示在弯曲状态(例如，在部件经历了一个或多个负荷的施加的状态)下的完美或理想部件的一个或多个表面来代替标称匹配表面650。在图示的实施方式中，分布式负荷652(例如，与由被配置为将第一构件和第二构件固定在一起的一组紧固件654提供的负荷对应的负荷)被施加到对应于第一构件210的完美的或理想的部件，以提供第一弯曲标称匹配表面660。如在图6中所示，第一弯曲标称匹配表面660比标称匹配表面650更靠近第一表面212，并在第一弯曲标称匹配表面660与第一表面212之间限定出空隙662。空隙662可用于定量待生产的垫片(例如，垫片220)的尺寸。第一弯曲标称匹配表面660和标称匹配表面650之间的空间664表示可以通过利用第一弯曲标称匹配表面660来代替标称匹配表面650而节省的垫片体积。

如在图6中还示出，分布式负荷652(例如，与由被配置为将第一构件和第二构件固定在一起的一组紧固件654提供的负荷对应的负荷)被施加到与第二构件230对应的完美的或者理想的部件，以提供第二弯曲标称匹配表面670。如在图6中所示的，第二弯曲标称匹配表面670比标称匹配表面650更靠近第二表面232，并在第二弯曲标称匹配表面670与第二表面232之间限定出空隙672。空隙672可以被用来确定垫片尺寸的一部分。例如，空隙672的体积可被添加到空隙662的体积，以确定垫片体积802(见图8)。第二弯曲标称匹配表面670与标称匹配表面650之间的空间674表示可以通过利用第二弯曲标称匹配表面670来代替标称匹配表面650而节省的垫片体积802(见图8)。

图7示出通过使用标称匹配表面650与第一表面212和第二表面232之间的差而形成的示例性垫片700。图8示出通过分别使用第一表面212与第一弯曲标称匹配表面660之间的差，以及第二表面232与第二弯曲标称匹配表面670之间的差(或通过增加空隙662、672的体积)而形成的示例性垫片800。如在图7和图8中所示，当第一构件210和第二构件230被弯曲时，可以从垫片800移除与该空间664、674的体积对应的体积710(存在于垫片700中)，从而节省空间，并且可以提供更精确的垫片800以供使用。

回到图1，作为另一个示例，在124中，根据基于虚拟变形的第一数字表示410与第二数字表示430之间的空间来确定垫片尺寸(见图9-图10以及相关的讨论)。例如，第一数字表示410或第二数字表示430的一个或两个可以虚拟地变形(例如，基于施加到第一构件210和第二构件230的已知负荷652)，并且第一数字表示410与第二数字表示430之间的空间被用于确定该垫片220的尺寸。

图9示出了根据各种实施方式的使用弯曲的数字表示(例如，912，932)来确定垫片(例如，垫片220)的尺寸的示例，并且图10示出通过使用图9的弯曲的数字表示之间的空间而形成的示例性垫片。如在图9和图10中所示，在弯曲状态下，在第一数字表示410的第一表面212与第一数字表示410的第一弯曲表面912之间存在空间902。例如，与由紧固件提供的接合负荷对应的分布式负荷950可被施加到第一数字表示410，以确定第一弯曲表面912。例如，通过了解与第一数字表示410对应的第一构件210的尺寸和材料，以及包括分布负荷950的力的量和位置，可以计算在分布负荷950的情况下第一数字表示410的弯曲或扭曲的量，以确定第一弯曲表面912的位置913和分布914。

类似地，分布负荷950可以被施加到第二数字表示430以确定第二弯曲的表面932。例如，通过了解与第二数字表示430对应的第二构件230的尺寸和材料，以及包括分布负荷950的力的量和位置，可以计算在分布负荷950的情况下第二数字表示430的弯曲或扭曲的量，以确定第二弯曲表面932的位置和分布。如在图9中所示，在弯曲状态下，在第二数字表示430的第二表面232与第二数字表示430的第二弯曲表面932之间存在空间904。空间902、904对应于通过使用弯曲数字表示以形成垫片900而节省的垫片材料。

在126中，垫片(例如，垫片220)是通过使用在120中所确定的垫片尺寸而制造的。例如，可以用玻璃纤维制成垫片。需要注意的是，在各种实施方式中，可以使用垫片尺寸制造一组垫片。例如，可以沿着由第一构件(例如，第一构件210)和第二构件(例如，第二构件230)形成的结构(例如，结构200)的长度定位一系列垫片220。垫片220(或多个垫片)也可以设置有孔、槽，或被配置为接收将第一构件210和第二构件230接合的紧固件的其它开口。

在128中，垫片220(或多个垫片)被定位在第一构件210和第二构件220之间。可以定位垫片220使得垫片220的第一面221(其具有与第一构件210的第一表面212匹配或互补的轮廓)面向第一构件210，而垫片220的相对的第二面223(其具有与第二构件230的第二表面232匹配或互补的轮廓)面向第二构件230。可以注意到的是，在一些实施方式中，第二构件230的偏差可以被转移到对应于第一构件210的垫片220的一侧。在实践中，垫片220的弯曲性可以被用于实现这种转移。

在130中，第一构件210和第二构件230被接合。当它们被接合时，在第一构件210和第二构件230之间插入垫片220。可以使用紧固件接合第一构件210和第二构件230。例如，在132中，提供外加负荷(与用来确定如本文中所讨论的虚拟变形的虚拟负荷对应)的紧固件被用于将第一构件210和第二构件230接合。例如，紧固件可以是受载弹簧，并且提供预定量的接合力652，或装载到第一构件210和第二构件230。

在实践中，所模拟的虚拟负荷通常不一定与由用于接合构件(例如，第一构件210和第二构件230)的永久性紧固件(例如，紧固件260)提供的负荷对应。相反，虚拟负荷可以通常与临时性的仿紧固件(例如，紧固件250)对应，该仿紧固件用于将第一构件210、垫片220以及第二构件230保持在一起，同时进行诸如部分对准和钻开导孔的操作。这些仿紧固件通常被限于施加比用于永久性地接合第一构件210和第二构件230的紧固件更小的力。通常工程要求规定由仿紧固件所提供的力的限制。工程要求还可以规定当施加限制力时允许存在的最大间隙。通过永久性紧固件所施加的力通常可以足够大，以在不使用垫片的情况下消除构件之间的间隙，但是在处理中可能会在构件中引起高强度的应力。可以注意的是，虚拟力可以表示在组装过程中所使用的任何数量的力。

如本文所指出的，在各种实施方式中，第一构件210或第二构件230中的至少一个的参数化模型可被用来确定与第一数字表示410或第二数字表示430的至少一个对应的虚拟变形。图11提供了根据各种实施方式的方法1100的流程图。例如，可以采用或由本文所讨论的各种实施方式(例如，系统和/或方法和/或处理流程)的结构或各方面来执行方法1100。在各种实施方式中，可以省略或添加某些步骤，可以组合某些步骤，可以同时执行某些步骤，某些步骤可以被分成多个步骤，可以以不同的顺序来执行某些步骤，或者可以以重复的方式重新执行某些步骤或一系列的步骤。

在1102中，创建了第一构件210或第二构件230的有限元模型。例如，可以基于第一构件210的几何尺寸、第一构件210的材料及施加到第一构件210的负荷632，以及对第一构件210的移动的任何约束(例如，由接合第一构件210和第二构件230的过程中所使用的组装夹具所提供的约束)来模拟第一构件210或框架。

在1104中，通过可允许的范围调整外加负荷632(例如，施加到有限元模型的负荷)，将结果(例如，在每个负荷调节下的有限元模型的偏离或变形)进行收集、列表，和/或输出用于进一步的分析。可替代地或另外地，可以在一定范围内对有限元模型的其它方面(如所施加的力的位置、第一构件210或框架的厚度，或约束、支持，或边界条件等等)进行调整。

在1106中，创建了数学模型。数学模型可以是基于在1104中所收集的结果，作为施加的负荷632的函数(和/或在1104中变化的有限元模型的其它方面)的第一构件210或框架的偏离或变形(在一个或多个方向上)的模型。

在1108中，该数学模型被应用到表示一部分的参数化表面(例如表示一部分的CAD表面)。例如，可以利用标称的或测量的CAD表面，以将数学模型应用到CAD表面以提供参数化的偏离或变形的表面。在一些实施方式中，参数化的偏离或变形表面可被用于确定垫片尺寸。

在图示的实施方式中，在1110中，调整负荷参数，以优化垫片轮廓(例如，914)。例如，通过对提供分布负荷632的一个或多个紧固件250上的负荷进行调整，从而调整第一构件210或第二构件230中的一个或多个的偏离，可以减小垫片轮廓(例如，914)和/或将垫片轮廓制作得更加均匀。

可以在如图12中所示的飞机制造和维护方法1900以及如在图13中所示的飞机1902的上下文中对本公开内容的示例进行描述。在预生产前的过程中，示例性方法1900可以包括飞机1902的规范和设计(方块1904)以及材料采购(方块1906)。在生产过程中，可能进行飞机1902的组件和子组件制造(方块1908)以及系统集成(块1910)。此后，在将投入使用(方块1914)前，飞机1902可以进行认证和交付(方块1912)。在投入使用期间，飞机1902可能被安排进行日常维护和保养(方块1916)。日常维护和保养可以包括对飞机1902的一个或多个系统进行修理、更换、翻新等。例如，在各种实施方式中，本公开内容的示例可以连同方块1908、1910或1916中的一个或多个一起使用。

可以由系统集成商、第三方和/或操作者(例如，客户)执行并操作说明性方法1900的每个处理。对于本说明书的目的，系统集成商可包括，但不限于，任何数目的飞机制造商和主系统分包商；第三方可以包括，但不限于，任意数量的销售商、分包商以及供应商；并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。

如在图13中所示，通过说明性方法1900生产的飞机1902可以包括具有多个高级系统1920和机舱1922的机身1918。高级系统1920的示例包括推进系统1924、电气系统1926、液压系统1928以及环境系统1930中的一个或多个。可以包括任何数量的其它系统。虽然示出了航空示例，但是本文中所公开的原理可以应用于其它工业，例如汽车工业。因此，除了飞机1902，本文中所公开的原理可以应用于其它运载工具，例如，陆上运载工具、船舶运载工具、太空运载工具等。在各种实施方式中，可以关于机身1918或机舱1922中的一个或多个使用本公开内容的示例。

可以在生产和维护方法1900的任何一个或多个阶段中采用本文所示出或描述的装置和方法。例如，使用类似于当飞机1902投入使用时生产的组件或子组件的方法制造或生产与组件和子组件的制造1908对应的组件和部件。另外，在生产阶段1908和1910的过程中使用装置、方法或其组合的一个或多个示例，例如，通过显著地加速组装飞机1902或减小飞机1902的成本。同样，例如，但不限于当飞机1902处于投入使用时，可以在例如，维护和保养阶段(方框1916)，利用装置或方法实现，或者其组合的一个或多个示例。

本文中所公开的装置和方法的不同示例包括各种元件、特征以及功能。应当理解的是，本文中所公开的装置和方法的各种示例可以以任意的组合包括本文中所公开的装置和方法的任何其它示例的任何组件、特征以及功能，并且所有这种可能性意指在本公开的精神和范围内。

虽然各种空间和方向术语，例如顶部、底部、下部、中间、横向、水平、垂直、前方等可以用于描述本公开内容的实施方式，但是应该理解的是，这种术语仅仅相对于在附图中所示的方向而使用。方向可以颠倒、旋转、或以其它方式改变，使得上部是下部，反之亦然，水平变成垂直等。

如本文所用的，被“配置为”执行任务或操作的结构、限制、或元件具体在结构上形成、建造，或适配为与任务或操作对应的方法。为了清楚性且避免疑问，仅仅是能够被修改以执行任务或操作的对象没有被“配置为”执行如本文所用的任务或操作。

应该理解的是，上文的描述旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，上述实施方式(和/或其方面)可以与彼此组合使用。此外，在不背离它们的范围的情况下，可以对适用于本公开的内容的各种实施方式的教导的特定情况或材料进行各种修改。虽然本文所描述的材料的尺寸和类型意在限定本公开内容的各种实施方式的参数，但是这些实施方式绝不是限制性的，而是示例性的实施方式。对于回顾上面的描述的本领域的技术人员来说，许多其它实施方式将是显而易见的。因此，应当参照所附的权利要求以及这种授权的权利要求的等价物的全部范围来确定本公开内容的各种实施方式的范围。在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”被用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的普通英文等同物。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并非旨在对它们的对象施加数值要求。此外，下列权利要求的限制没有写成装置-加-功能的格式，并且不旨在根据35U.S.C.§112(f)进行解释，除非并直到这种权利要求的限制明确使用短语“意味着”随后是进一步结构的空隙函数的陈述。

因此，总之，根据本发明的第一个方面，提供了：

A1.一种方法，所述方法包括以下步骤：

提供第一构件的第一数字表示以及第二构件的第二数字表示，其中，第一构件和第二构件被构造成接合的；

在相同的坐标系中对准第一数字表示与第二数字表示；

在坐标系中，确定与第一数字表示或第二数字表示的至少一个对应的虚拟变形，该虚拟变形对应于外加负荷；

基于虚拟变形，确定待插入在第一构件与第二构件之间的垫片的垫片尺寸；并且

制造具有该垫片尺寸的垫片。

A2.还提供了一种根据段落A1的方法，其中，确定虚拟变形包括：施加与外加负荷对应的虚拟负荷。

A3.还提供了一种根据段落A2的方法，其中，虚拟负荷与多个紧固件来提供的分布负荷对应，多个紧固件被配置为将第一构件与第二构件接合在一起。

A4.还提供了一种根据段落A1的方法，其中，确定虚拟变形包括：利用第一构件或第二构件的至少一个的参数化模型。

A5.还提供了一种根据段落A4的方法，进一步包括：使用虚拟负荷范围、约束范围，或者边界条件范围的至少一个，对第一构件或第二构件的至少一个执行有限元分析，以生成参数化模型。

A6.还提供了一种根据段落A1的方法，进一步包括：分别测量第一构件和第二构件，以提供第一数字表示和第二数字表示。

A7.还提供了一种根据段落A6的方法，其中，测量第一构件包括确定与第一构件的第一表面对应的第一点云，并且测量第二构件包括确定与第二构件的第二表面对应的第二点云，第一表面和第二表面面向彼此，并且被配置为使垫片插在第一表面和第二表面之间。

A8.还提供了一种根据段落A1的方法，进一步包括：在坐标系中初始对准之后，移动第一数字表示和第二数字表示为彼此更靠近。

A9.还提供了一种根据段落A1的方法，其中，确定垫片尺寸包括基于虚拟变形确定第一数字表示和第二数字表示之间的空间的尺寸。

A10.还提供了一种根据段落A1的方法，其中，确定垫片尺寸包括确定第一数字表示和第一弯曲标称匹配表面之间的尺寸，并且确定第二数字表示和第二弯曲标称匹配表面之间的尺寸

B1.一种方法，所述方法包括以下步骤：

提供被配置为彼此接合的第一构件和第二构件；

提供第一构件的第一数字表示以及第二构件的第二数字表示；

在相同的坐标系中对准第一数字表示与第二数字表示；

在坐标系中，确定与第一数字表示或第二数字表示的至少一个对应的虚拟变形，该虚拟变形对应于外加负荷；

基于虚拟变形，确定待插入在第一构件与第二构件之间的垫片的垫片尺寸；并且

制造具有该垫片尺寸的垫片；并且

以插入在其中的垫片的方式接合第一构件和第二构件。

B2.还提供了一种根据段落B1的方法，其中，确定虚拟变形包括：施加与外加负荷对应的虚拟负荷。

B3.还提供了一种根据段落B2的方法，其中，虚拟负荷与多个紧固件提供的分布负荷对应，多个紧固件被配置为将第一构件与第二构件接合在一起，并且其中，接合第一构件和第二构件包括使用多个紧固件接合第一构件和第二构件。

B4.还提供了一种根据段落B3的方法，其中，多个紧固件是临时性紧固件，该方法进一步包括：使用永久性紧固件接合第一构件和第二构件，并移除临时性紧固件。

B5.还提供了一种根据段落B1的方法，其中，确定虚拟变形包括：利用第一构件或第二构件的至少一个的参数化模型。

B6.还提供了一种根据段落B5的方法，进一步包括：使用虚拟负荷范围、约束范围，或者边界条件范围的至少一个，对第一构件或第二构件的至少一个执行有限元分析，以生成参数化模型。

B7.还提供了一种根据段落B1的方法，进一步包括：分别测量第一构件和第二构件，以提供第一数字表示和第二数字表示。

B8.还提供了一种根据段落B7的方法，其中，测量第一构件包括确定与第一构件的第一表面对应的第一点云，并且测量第二构件包括确定与第二构件的第二表面对应的第二点云，第一表面和第二表面面向彼此，并且被配置为使垫片插在第一表面和第二表面之间。

B9.还提供了一种根据段落B1的方法，进一步包括：在坐标系中初始对准之后，移动第一数字表示和第二数字表示更靠近彼此。

B10.还提供了一种根据段落B1的方法，其中，确定垫片尺寸包括基于虚拟变形确定第一数字表示和第二数字表示之间的空间的尺寸。

B11.还提供了一种根据段落B1的方法，其中，确定垫片尺寸包括确定第一数字表示和第一弯曲标称匹配表面之间的尺寸，并且确定第二数字表示和第二弯曲标称匹配表面之间的尺寸。

C1.一种结构，包括：

第一构件；

第二构件；以及

垫片，垫片被插在第一构件和第二构件之间，其中，垫片包括基于第一构件和第二构件的虚拟模型而选择的垫片尺寸。

C2.还提供了一种根据段落C1的结构，其中，基于与第一构件的第一数字表示或者第二构件的第二数字表示的至少一个对应的虚拟变形选择垫片尺寸，虚拟变形是基于外加负荷的。

C3.还提供了一种根据段落C1的结构，进一步包括：以垫片插在其中的方式接合第一构件和第二构件的永久性紧固件，其中，虚拟变形与由临时性紧固件提供的分布负荷对应。

本书面说明书使用示例公开了包括最优模式的本公开内容的各种实施方式，并且还使任何本领域的技术人员能够实施本公开内容的各种实施方式，包括制造和使用任何设备或者系统并且执行任何结合的方法。本公开内容的各种实施方式的可专利的范围由权利要求限定，并且包括可由本领域中的技术人员想到的其它示例。这种其它示例意在在权利要求范围内，如果该示例具有从字面语言上看与权利要求没有不同的结构元件，或者如果该示例包括具有从字面语言上看与权利要求无实质不同的同等结构元件。

Claims (12)

1.一种垫补方法，包括以下步骤：

提供第一构件的第一数字表示以及第二构件的第二数字表示，其中，所述第一构件和所述第二构件被构造成彼此接合；

在相同的坐标系中基于一个或多个基线或基准标记对准所述第一数字表示和所述第二数字表示，所述一个或多个基线或基准标记指示与目标设计条件对应的位置或者与最终组装状态对应的位置；

在所述坐标系中，对应于外加负荷确定与所述第一数字表示和所述第二数字表示中的至少一个对应的虚拟变形；

根据基于所述虚拟变形的所述第一数字表示与所述第二数字表示之间的空间确定待插入在所述第一构件与所述第二构件之间的垫片的垫片尺寸；以及

制造具有所述垫片尺寸的所述垫片。

2.根据权利要求1所述方法，其中，确定所述虚拟变形包括：施加与所述外加负荷对应的虚拟负荷。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述虚拟负荷与多个紧固件提供的分布负荷对应，所述多个紧固件被配置为将所述第一构件与所述第二构件接合在一起。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述虚拟变形包括：利用所述第一构件和所述第二构件中的至少一个的参数化模型。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：使用虚拟负荷范围、约束范围和边界条件范围中的至少一个，对所述第一构件和所述第二构件中的至少一个执行有限元分析，以生成参数化模型。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：分别测量所述第一构件和所述第二构件，以提供所述第一数字表示和所述第二数字表示。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，测量所述第一构件包括确定与所述第一构件的第一表面对应的第一点云，并且测量所述第二构件包括确定与所述第二构件的第二表面对应的第二点云，所述第一表面和所述第二表面面向彼此，并且所述第一表面和所述第二表面被配置为使所述垫片插在所述第一表面和所述第二表面之间。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在所述坐标系中进行初始对准之后，将所述第一数字表示和所述第二数字表示移动为彼此更靠近。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述垫片尺寸包括基于所述虚拟变形确定所述第一数字表示和所述第二数字表示之间的空间的尺寸。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述垫片尺寸包括：确定所述第一数字表示和第一弯曲标称匹配表面之间的尺寸；以及确定所述第二数字表示和第二弯曲标称匹配表面之间的尺寸。

11.一种垫补结构，包括：

第一构件；

第二构件；以及

垫片，所述垫片被插在所述第一构件和所述第二构件之间，其中，所述垫片包括基于所述第一构件和所述第二构件的虚拟模型而选择的垫片尺寸，其中，根据基于与所述第一构件的第一数字表示和所述第二构件的第二数字表示中的至少一个对应的虚拟变形的所述第一数字表示与所述第二数字表示之间的空间，选择所述垫片尺寸，所述虚拟变形基于外加负荷，其中，所述第一数字表示和所述第二数字表示在相同的坐标系中基于一个或多个基线或基准标记对准，在所述坐标系中，确定所述虚拟变形，所述一个或多个基线或基准标记指示与目标设计条件对应的位置或者与最终组装状态对应的位置。

12.根据权利要求11所述的结构，进一步包括：永久性紧固件，所述永久性紧固件以所述垫片插在所述第一构件和所述第二构件之间的方式接合所述第一构件和所述第二构件，其中，所述虚拟变形与由临时性紧固件提供的分布负荷对应。

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