小模数航空锥齿轮全工序法铣齿印痕模拟研究

针对小模数航空螺旋锥齿轮全工序铣齿技术应用展开研究,采用KIMOS软件对齿轮印痕进行仿真,调整齿轮印痕,生成调整卡,采用国产机床加工,并参照测量结果进行大轮反调。加工后,通过验证实现小模数航空齿轮的全工序铣齿,取代五刀法,保证齿轮加工精度的同时提高加工效率。

面向数字孪生的飞机装配测量与调控

飞机装配所涉及的内容和技术十分复杂,应用数字孪生技术可使制造人员清楚地掌握飞机装配过程中和装配后的状态,多源数字化测量技术是建立数字孪生体和实现数字孪生的基础,通过补偿、协调、调整等调控手段,可使飞机装配整个过程的几何量、力学量处于合理范围,从而保证飞机装配质量。在分析相关技术国内外应用状况的基础上,给出了基于数字孪生的飞机装配测量与调控技术的实现途径。

飞机外翼对接位姿拟合粒子群优化方法

引入了一种基于特征点约束的飞机外翼对接位姿拟合粒子群优化方法,用于解决外翼对接时位姿拟合误差大的问题,以提高外翼对接精度。首先,通过建立外翼对接时的空间坐标系,分析外翼作为移动部件时位姿拟合误差产生的原因以及减小误差的关键点。然后,使用最小二乘法解算位姿调整参数,通过对特征点约束条件的分析,建立合适的目标函数建立数学模型。再次,引入粒子群算法对位姿调整参数进行优化解算,提高参数精度,从而减小了位姿拟合误差。最后实验验证了本文方法的可行性和有效性。

飞机复合材料结构装配中的力学行为研究进展

复合材料的综合性能优异,被广泛应用于现代飞机结构中。但受限于其较大的成型偏差和较弱的层间性能,在装配过程中复合材料结构往往出现局部应力过大甚至结构损伤的现象。在结构几何外形满足精度要求的同时,为了保证复合材料装配结构的完整性和力学性能,还需对复合材料结构装配力学行为进行深入研究。分析复合材料结构装配环节对装配应力的影响,从校形与夹紧、填隙补偿、螺栓连接等方面综述装配力学行为的研究,给出进一步的研究展望。

轨道交通用碳纤维复合材料技术现状与发展趋势

碳纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量、抗疲劳性能优异、性能可设计、易于大面积成型等突出优点,是促进轨道交通装备轻量化发展,提升运行速度、运载能力、安全性与舒适性的理想材料。文中总结了现阶段碳纤维复合材料在轨道交通领域的成功应用案例;在此基础上,从基础原材料、结构设计、成型制造的3个维度详细分析了轨道交通用碳纤维复合材料技术现状;针对高质量、低成本轨道交通用复合材料需求,结合航空航天领域相关技术最新进展,对未来轨道交通领域碳纤维复合材料的发展趋势进行了展望。

矫形力与垫片补偿对复合材料装配结构变形及螺栓夹紧力的影响

飞机复合材料构件成型精度较低进而导致装配间隙,可施加矫形力减小甚至消除间隙,若存在较大间隙需施加垫片进行补偿。以复合材料壁板为对象,通过试验的方法,观测壁板在矫形、螺栓连接以及撤矫形力过程的变形,以及矫形力撤出后螺栓夹紧力的变化。结果表明:壁板变形量随矫形力的增大而增大,相应垫片补偿尺寸减小,当矫形力达一定程度时,变形量趋于稳定;撤矫形力后,壁板回弹量随矫形力值近似呈线性关系,当矫形力达150 N时,最大回弹量为0.117 mm,占装配间隙的7.83%;撤矫形力后各区域螺栓夹紧力都有增加趋势,其中壁板与骨架存在间隙的区域,夹紧力增长相对明显,夹紧力变化最大为50 N,增长率为1%左右。

混合垫片对称性对复合材料单搭接接头力学性能的影响

以复合材料单搭接接头为研究对象,通过有限元分析与实验对比,研究混合垫片对称性对复合材料单搭接接头拉伸刚度与峰值载荷的影响;通过视频引伸计观测接头在动载荷下的位移值,研究混合垫片对称性对接头疲劳寿命及孔变形量的影响。研究表明:混合垫片对称性对接头拉伸极限载荷及拉伸刚度影响极小;但使用非对称垫片填隙结构复合材料表面,特别是在液体垫片较厚的一侧,易出现应变集中区。承受动载荷后,接头的孔变形存在非对称现象,且采用非对称混合垫片进行填隙时,结构孔变形的非对称性更强。

机械传动系统电加载技术研究

文章主要研究电加载试验台设计方案、控制方式及试验验证技术,采用驱动电机与加载电机进行电功率封闭,通过整流、逆变单元以及可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)实现转速和加载功率的无级控制与加载精度要求,并与润滑系统、机械系统实现关联互锁,保证系统运行稳定可靠。通过共直流母线控制方案技术研究,实现能源的回收再利用,降低试验成本。

复合材料构件热压罐成型模具温度均匀性分析

热压罐固化中成型模具的温度分布对复合材料固化质量有显著影响,提高与构件直接接触的模具型面温度均匀性有利于改善内部温度梯度,减小固化变形,提高成型精度。本文以复合材料构件热压罐框架式成型模具为对象,应用有限元方法,分析模具温度的分布,研究模具支撑结构对型板表面温度均匀性的影响。研究表明,支撑板厚度越薄,温度均匀性越好,与进气风口平行方向的支撑板对温度均匀性的影响更为显著,因此可优先考虑增加与进气风口垂直方向支撑板厚度来增加模具刚度。在保持面积不变的前提下,改变散热孔的形状,发现菱形与圆形散热孔具有较强的抗变形能力,而方形散热孔使得型板表面温度分布更加均匀。通过控制散热孔的布局改变风道时,发现T型风道对于改善温度均匀性的效果最佳。

基于响应面的框架式复材成型模具轻量化设计

针对框架式复合材料成型模具的轻量化设计,提出了一种基于响应面的优化方法。该方法将被优化的尺寸变量与优化目标分别作为输入与输出,通过灵敏度分析与试验设计等方法建立并拟合为对应的响应面模型,设定轻量化优化目标与约束条件后求解数学模型获得优化方案。通过将求解结果代入有限元模型计算比较验证该方案的准确性,并以某具体模具为例阐述了该方法的原理与过程。

复合材料构件成型模具温度场均匀性改善研究

利用Fluent流体分析软件对框架式成型模具温度场进行了模拟仿真,分析了成型模具型板表面温度分布不均匀的原因,此外还提出了使用方差这一统计量来评价温度的均匀性。根据热阻与材料厚度成正比的特点,采用对成型模具的高温区域增厚、对低温区域减厚的方法,来改善型板和复合材料构件接触表面的温度均匀性。模拟仿真结果表明,采用阶梯型和梯形非等厚型板使得复合材料构件接触型板表面的温度分布更加均匀,对于改善复合材料构件最终的成型质量有重大影响。

基于知识的飞机制造协调路线交互设计技术

飞机制造协调路线是一种重要的工艺文件,是联系互换协调方案制订和容差分配的纽带。飞机制造协调路线的数字化设计对于开展计算机辅助容差设计,以及实施飞机数字化工艺具有重要意义。首先,对飞机制造协调路线的设计知识进行分类,建立其知识表示模型,并运用知识推理技术实现知识的应用。其次,建立了制造协调单元的图符库,运用图符智能捕捉技术辅助制造协调路线的交互式创建。最后,建立了飞机制造协调路线信息模型,进而实现了面向容差分配的规范化尺寸协调工艺文件自动生成,为计算机辅助容差设计提供技术支持。

一种复杂曲面延拓方法

曲面延拓是将曲面沿着自身曲率变化趋势向外进行拓展的一种方法,在几何造型、计算机辅助图形学和模具设计中有广泛的应用。传统CAD软件针对拓扑结构复杂的曲面数模不能直接进行延拓。提出了一种延拓思路和方法,对于给定的曲面先对其内部的孔洞及裂缝进行判断和处理,处理后的曲面再通过粗等距的方法,简化其内部拓扑结构,用简化拓扑结构的曲面代替原曲面完成曲面延拓操作,获得延拓部分,延拓部分与原曲面通过桥接光顺地过渡连接起来,完成曲面延拓。事实证明,该方法可以将一些原本不能直接通过CAD软件直接延拓的曲面快速延拓。

飞机结构中柔性件装配偏差分析与控制研究进展

飞机柔性结构的装配偏差分析与控制一直是飞机装配中的难点,随着复合材料在飞机结构中的广泛应用,这一问题越发明显。采用预浸料固化工艺的复合材料零件具有制造偏差大、非主应力方向在装配过程中容易损伤等特点,对柔性件装配中的偏差分析和控制提出了更高的要求。如何合理地进行容差分配、工艺补偿、过约束装配以满足装配后的性能要求,是目前困扰复合材料柔性件装配的一大难题。基于此,阐述和总结了国内外对于飞机结构中柔性件装配偏差分析与控制的研究进展,为飞机柔性件装配提供参考。

热压罐成型过程中框架式模具温度场模拟与分析

为了研究复合材料构件成型模具温度场,本文以某型飞机壁板的热压罐固化工艺为例,通过模型简化,利用FLUENT等仿真软件建立模具温度场的数值模拟模型,并将模拟数据与实验数据进行对比。结果表明二者平均相对误差为7. 4%。此外通过仿真模拟一组以支撑板厚度为变量的实例,两组以U、V两个方向的支撑板厚度为变量的对照组,通过判断模具型板表面温度方差大小,研究了支撑板厚度对模具温度场分布的影响规律。结果表明,模具温度场的均匀性随着支撑板厚度的增加而逐渐降低,其中U向支撑板厚度的变化对温度场均匀性的影响比V向大。

基于XFlow的热压罐成型过程温度场模拟

针对热压罐成型过程中模具型面温度分布不均的情况,基于XFlow软件建立了一种热压罐成型过程的温度场模拟方法。相比于传统的基于网格的流体力学软件,使用XFlow有效缩短了前处理时间。使用XFlow软件建立了框架式模具在热压罐中强迫对流换热的有限元模型,计算结果与试验结果平均相对误差为1.83%,分析了成型过程中模具型面温度分布不均的原因,讨论了热压罐工艺参数对模具温度场的影响规律。结果表明:增大风速、减小升降温速率均可以有效降低模具型面温度标准差。

飞机复合材料结构装配间隙补偿研究进展

复合材料因为优异的力学性能,在飞机制造中得到广泛应用。但由于制造偏差较大,复合材料构件在装配时可能出现较大间隙或干涉,此外复合材料的脆性较大,强迫装配可能使结构发生层间局部损伤,所以相对于金属材料构件,复合材料构件的装配工艺更加复杂,装配要求更高。装配间隙可以通过测量和补偿工艺来消除,但是垫片材料的力学性能和复合材料相比有较大差异,同时间隙补偿工艺缺乏统一标准,这可能会影响复合材料构件的装配性能和使用性能。阐述和总结了国内外对复合材料构件装配间隙补偿的研究进展,为复合材料构件装配提供参考。

间隙与垫片补偿下复材-铝合金结构表面应变的研究

复合材料与铝合金装配时,由于制造与装配偏差,可能会产生装配间隙。当间隙过大时,需要利用垫片进行填补。建立复合材料与铝合金的连接模型,通过实验台模拟螺栓连接过程,利用3D-DIC方法测量表面位移场和应变场,分析变化规律。研究表明,在有间隙情况下,试样表面的应变主要受板的弯曲影响,且间隙越大,应变范围越广;使用垫片补偿间隙后,极大地减小了构件表面的应变幅值和范围,间隙越大,效果越好,且垫片材料的不同,效果也不一样,与可剥垫片相比,液体垫片更适合补偿。

液体垫片对复材-铝单搭接接头拉伸性能的影响

由于复合材料受本身性质以及成型工艺方法复杂性的限制,其构件的制造精度偏低,与铝合金构件装配时配合面间会产生装配间隙,而液体垫片可以很好地起到补偿效果。以复合材料-铝合金单搭接接头为研究对象,利用3D-DIC技术测量接头拉伸的实验过程,通过有限元分析与实验对比来研究强迫装配与液体垫片补偿对复合材料-铝合金单搭接接头拉伸刚度与峰值载荷的影响。研究表明:强迫装配时,接头拉伸载荷与刚度随着间隙的增大均减小;液体垫片补偿后,随着垫片厚度的增加,接头峰值载荷增大,拉伸刚度减小,但是与强迫装配时比较都增大。

复合材料构件成型模具型板改进设计

复合材料构件热压罐成型过程中,成型模具型板表面与构件直接接触进行热传导,因此型板表面温度均匀性对复合材料构件成型精度起着至关重要的作用。利用FLUENT对框架式成型模具固化成型过程中的温度场进行模拟,找出领先点和滞后点,对型板表面温度分布进行分析。为改善型板表面温度均匀性,结合热阻原理和射流冲击效应,设计一种变厚度的梯形型板、阶梯形型板和连续变厚度型板。仿真结果表明,合理地改变型板厚度对改善型板温度均匀性具有一定的效果。