复合材料具有比强度高、比模量高、疲劳性能好、耐腐蚀性强等优点,被广泛应用于飞机结构中。复合材料升降舵是飞机的典型结构件,其装配精度和性能直接影响飞机的飞行性能。本文围绕复合材料升降舵的装配公差分析方法,分别从复合材料C形梁可施加的夹持力阈值范围、复合材料沉头螺栓连接性能和升降舵装配偏差传递三个方面进行研究。主要研究工作包括以下三个部分:(1)面向回弹偏差,确定了包含变厚度、开孔特征的复合材料C形梁可施加夹持力的阈值范围。建立了复合材料C形梁有限元仿真模型,基于三维Hashin准则编写用户材料(UMAT)子程序,预测复合材料C形梁的失效模式。对包含变厚度、开孔几何特征的典型复合材料C形梁试验件进行了试验。通过试验数据与仿真数据的对比分析,证明了所建立的复合材料C形梁有限元仿真模型的正确性和有效性。基于已建立的复合材料C形梁仿真模型,确定了复合材料C形梁在变厚度、开孔等几何特征位置处可施加的夹持力阈值范围,为后续复合材料C形梁装配偏差修正提供基础。(2)构建了复合材料沉头螺栓连接仿真模型,获得了制孔偏差对沉头螺栓连接强度的影响规律。建立了复合材料板与金属板的沉头螺栓连接结构的有限元仿真分析模型,并进行了复合材料与金属沉头螺栓连接试样的单拉试验。由试验数据表明所建立的有限元仿真模型是准确且有效的。基于试验设计方法,获得了不同锪窝深度、锪窝角度偏差下螺栓连接接头最大拉伸强度的变化规律。采用方差分析方法确定了锪窝深度偏差和锪窝角度偏差对螺栓连接拉伸强度影响程度的大小。研究结果表明,相比锪窝角度偏差,锪窝深度偏差对螺栓连接结构拉伸强度的影响较大。(3)建立了面向回弹偏差的复合材料升降舵装配公差分析模型,获得了复合材料升降舵的公差分配优化方案。基于复合材料升降舵的装配信息,如装配顺序、零件偏差和约束关系等,在3DCS软件中建立了复合材料升降舵装配公差分析模型。基于所建立的装配公差分析模型对复合材料升降舵初始的装配公差分方案进行分析和优化。采用修正的偏差分布密度函数表达夹持力对复合材料升降舵装配偏差的影响,并采用主成分分析方法确定多个夹持力的协调方案。基于装配公差分析结果,采用二分查找法对各零部件初始公差进行优化,获得了复合材料升降舵公差分配的优化方案。