气动铆接是国内外飞机装配的重要连接方式之一,尤其是在复杂曲面和空间受限区域的连接上,有着不可替代的作用。铆接的质量对于飞机连接强度、性能和服役寿命有着重要影响。气动铆接的质量直接取决于操作过程中铆接力大小、方向、位置和铆接次数等因素。由于铆接冲击时间较短,铆接过程中偏斜、气压偏差难以及时修正,导致铆钉墩头出现缺陷。塑性成形时铆接模式与墩头形貌关系不是一一对应,因此基于墩头形貌的检测方法不能完全反映铆接过程中误操作类型。目前铆接技能工人培训中存在培训效率低、培训指导不准确、量化评价方法不完善等问题,直接制约着高技能工人培训的质量和效率。本文以气动铆接过程为研究对象,建立了基于铆接力的检测原型系统,通过影响因素实验分析和铆接力信号处理,开发了铆接偏角检测、铆接能量计算的算法,并建立了铆接标准模式,为铆接操作的客观评价和改进提供了理论支撑。本文的主要研究内容包括:(1)从铆接成型原理出发,制定了基于铆接力的铆接过程监测方案,并建立了铆接力实时检测原型系统,铆接成型关键参数研究和实验验证提供硬件基础。(2)对于气动铆接的输入气压、角度偏斜和轴线偏移三个成型质量影响因素开展了实验研究,确立了以铆接输入气压、铆接角度偏斜和铆接能量为核心评价指标的评价体系。(3)运用时频分析、冲击动力学和高速体积成型理论对采集铆接力信号进行分析,建立了铆接力角度偏斜和等效能量法求解方法,并结合标准曲线的阶段性典型特征,建立了铆接标准模式。(4)开展铆接角度偏斜和等效能量法验证实验,证明了偏角和墩头高度预测方法和正确性,研究成果为实际铆接培训中误操作诊断、精确评价以及针对性指导提供了理论支撑和数据参考。