激光跟踪仪转站测量技术贯穿整个飞机装配过程,为飞机的装配质量检测以及评价提供了准确的数据来源,在装配系统的后续维护中也扮演了重要角色。在激光跟踪仪自身精度完好的情况下,测量时的精度主要取决于由转站精度,而ERS点位置变化和测量设备的测量误差严重影响转站精度。随着测量技术的不断提升,激光跟踪仪的测量误差被大大减小,ERS点位置变化成为了影响转站精度的主要因素。其中热变形导致ERS点位置发生变化尤为显著。在转站测量时,掌握ERS点位置随温度变化的规律,结合ERS点位置的变化规律进行转站,对于抑制ERS位置变化对转站精度的不利影响具有重要意义。本文深入研究了非均匀温度场条件下两种常见工装模型上ERS点位置随温度变化的计算方法。在此基础上,进一步研究分析了非均匀温度场转站热变形补偿技术。第一章叙述了飞机数字化装配技术,详细论述了国内外数字化测量技术的发展现状,并介绍了激光跟踪仪转站测量技术及转站误差。分析了转站测量中热变形误差的研究现状,结合工程实际,给出了论文的研究内容和结构框架。第二章主要介绍了机械热变形相关的理论基础,阐述了热传导基本理论及其相关概念详细介绍了热弹性力学基本理论,重点介绍了热膨胀系数,分析了线膨胀系数与体膨胀系数的关系。第三章将实际中常见的长型工装合理简化为一维模型,并运用热变形理论,建立了非均匀温度场中长型工装的热变形模型。以铝为例,合理设置非均匀温度场及各项参数,利用ABAQUS进行了仿真验证,分析总结了长型工装上ERS点的变化量计算方法。第四章以长型工装的热变形模型为基础,将实际中常见的平面框架型工装简化为桁架工装,建立了实际中常见的四杆桁架工装的热变形建模。选铝作为验证材料,利用ABAQUS进行了仿真验证,分析总结了桁架工装上ERS点的变化量计算方法。第五章对于非均匀温度场中长型工装和桁架工装上的ERS点,利用ABAQUS软件获取ERS点初始理论值和变形后测量值。利用均匀温度补偿法和本文方法进行转站,并对转站误差进行了比较分析。结果表明,本文方法转站精度更高。第六章对本文的研究内容作总结,对需进一步研究的内容作了展望。