民航新型飞机广泛应用复合材料,蒙皮是易损伤结构,其维修需要打磨。复合材料蒙皮是复杂空间自由曲面结构,现有人工打磨的质量不稳定且维修时间长,亟需研发高刚度的自动化装备。面向飞机复合材料蒙皮维修曲面打磨的需求,在国家自然科学基金和民航联合研究基金资助下,系统研究了一种非对称并联机构的静刚度建模策略。考虑非对称并联机构的结构特点,探究其位置逆解问题,得到动平台与支链间的速度关系。采用基于运动学正解的空间搜索法,综合机构尺度影响因子和以机翼为打磨对象的参数条件,分析并联机构工作空间的构成。根据虚功原理建立支链和动平台参考点间的映射,基于子结构综合思想,建立考虑球铰和虎克铰弹性的UPS支链刚度矩阵,结合单元集成法和矩阵位移法推导出平行四边形支链的刚度矩阵,利用变形叠加原理在界面协调条件下构造出并联机构末端的半解析静刚度模型。实现机构在全域内静刚度的预估,得到工作空间中的刚度分布规律。搭建机构的有限元模型,在工作空间的典型位姿下进行静力学解析,计算并联机构的各向变形规律,对比分析刚度解析模型与有限元模型的差异,验证静刚度建模方案的正确性。通过模态分析获得并联机构的动态特性,找到容易产生共振的部位。利用谐响应解析,获得动平台末端的振动位移特性。构造刚度性能评价指标,对机构的结构尺度参数进行多目标优化。为复合材料构件的维修设备国产化提供理论依据和技术支持。