衬套是飞机组件可动连接装配中不可或缺的减摩耐磨零件,其通常采用冷缩装配的安装方法以实现与配对孔的过盈配合。因此,过盈量的合理设计直接决定了后继可动连接的配合精度和可靠性。然而,由于衬套的材料种类、尺寸规格以及配对飞机结构件的结构形式均相对较多,给衬套冷缩装配过盈量的设计选择带了严峻挑战。为此,本文以30CrMnSiA、Cr16Ni6及QAl10-3-1.5等三种材料、共计十六种规格的衬套与铝合金飞机结构件的装配为研究对象,开展衬套冷缩装配的有限元仿真与试验研究,以期为飞机结构件衬套冷缩装配提供技术与方法支持。论文的主要研究工作如下:(1)应用有限元仿真,研究了衬套材料和衬套规格对衬套外径冷缩量的影响、装配过盈量对装配后衬套内径收缩量的影响以及装配过盈量对装配后衬套应力应变影响等。有限元分析结果表明,衬套外径冷缩量分别与衬套材料的热胀系数和衬套外径大小成正比,而与衬套厚度和衬套结构无明显相关性;装配后衬套内径最大收缩量和衬套的应力应变均随装配过盈量的增加而线性增大。(2)通过对30CrMnSiA、Cr16Ni6及QAl10-3-1.5等三种材料、共十六种规格的衬套进行冷缩装配基础试验,研究了衬套外径和衬套材料的热胀系数对衬套外径冷缩量的影响、衬套冷却时长对衬套微观组织变化的影响、装配过盈量对装配后衬套内径最大收缩量的影响以及过盈量对衬套压出力的影响等,验证了有限元仿真结果。(3)在有限元仿真及试验研究的基础上,设计开发了“衬套冷缩装配参数选用数据库”,实现了对衬套冷缩装配的基础数据和装配工艺参数的统一管理,以及对衬套冷缩量的精确计算和装配后衬套内径最大收缩量的有效预测等,并进行了应用验证。