航空制造A公司运营风险监控预警应用研究

当今世界百年未有之大变局加速演进,企业面临的内外部环境更加错综复杂,如何快速识别企业在运营管理中存在的风险,并进行有效防范,促进运营风险早发现、早预警和早处置,成为助力企业高质量发展目标实现的关键因素。A公司作为航空制造企业,根据所处行业特征,结合自身经营管理特点,积极探索构建了“1231”运营风险监控模式,并深入推动对关键运营指标执行情况进行动态监控、预警和应对,不断提升企业防范化解自身运营风险的能力。

融合LSTM-DNN的工业安全态势预测模型

态势预测对于感知工控系统中的安全风险有着重要的作用.传统的态势预测模型往往会忽略工控系统中态势要素的时序性,难以准确对系统的安全态势进行预测.因此本文提出一种基于LSTM-DNN的工业网络安全态势预测模型,以提高传统态势预测模型的精确度.首先从海量数据中选取出与系统态势强相关的态势要素;接下来利用LSTM对提取的态势要素进行预测,得到未来的态势要素链;最后将提取出的态势要素链送入DNN模型中,预测系统未来的安全态势.实验表明,相较于传统的网络安全态势预测模型,该模型框架能够有效地预测未来的态势值;相比于其它算法,所提出的算法具有较高的预测精度.

三维有限元模拟大长径比闭口梁的固化过程及其变形预测

大长径比闭口梁因具有变截面特性导致其固化过程往往较难预测。本研究通过构建热固化、流动-压实、应力-变形耦合的控制方程建立了有限元模型,计算了一体式大长径比闭口截面复合材料梁的固化过程,并基于模拟结果优化主梁成型模具的设计及制造。通过对比缩比件样品与模拟的结果发现全尺寸主梁外形面的仿真结果与实际形变量的平均误差为8%,最大计算误差为17%,验证了模型的准确性。该模型可以为构件模具的预变形设计提供依据,实现基于回弹变形补偿技术的一体式大长径比闭口复合材料梁的精确成型。

脉冲TIG增材修复TB6钛合金组织和性能优化

采用脉冲钨极惰性气体保护焊(TIG)增材制造技术对TB6钛合金进行缺陷修复,研究工艺参数(脉冲电流和脉冲时间)和热处理对修复后TB6钛合金微观组织和力学性能的影响,以确定最佳的热处理工艺参数。结果表明:在脉冲电流为50 A,脉冲时间为40 ms时,修复状态下TB6钛合金的力学性能相对较好,抗拉强度为1113 MPa,伸长率为5.26%。对样品依次进行固溶和时效热处理,在不同温度(740,760,780℃)下固溶2 h后,初生α相逐渐溶解,而β相生长并均匀分布在基体中。水淬后,β相的生长受到抑制,β晶粒内析出针状的斜方马氏体α''相,导致抗拉强度下降,伸长率显著提高。在不同时效温度(500,520,540℃)下保温8 h,α''相不断生长,逐渐转变为等轴晶粒,力学性能显著提高。在780℃/2 h WC+520℃/8 h AC条件下获得最佳的组织和力学性能,抗拉强度为1119 MPa,伸长率为7.36%。

基于特征和约束的飞机反求建模

提出了基于特征和约束的飞机外形和结构件反求建模方法。针对飞机测量数据,运用内存映射和栅格划分技术进行预处理,在此基础上实现了针对大规模测量数据的平滑、修复、多视拼合及区域划分算法。根据飞机外形特点,综合运用分片连续样条曲面、裁剪曲面、规则曲面和直纹面拟合方法求取全机外形,采用曲面变形技术修改外形以满足必要的工装约束,提出了基于曲面、实体特征分解的飞机结构件反求方法;设计了凸块、型腔等基本特征识别和参数提取算法,以及反求平面轮廓线和辅助参数重建拉伸、旋转、扫掠等复杂轮廓特征的算法。对于二次曲面,识别曲面类型及约束,然后基于约束重建了曲面整体。对于飞机外形相关的结构件,当贴合面较窄、外形线接近于直线时,采用直纹面逼近,否则由蒙皮曲面等距间接求取。最后,各重建特征通过裁剪、缝合、特征融合等操作得到最终实体模型。

面向直升机装配生产线虚拟运行的多源数据感知与融合应用技术

针对直升机装配生产线中存在的数据来源繁多、描述形式不统一、利用率低等问题,对直升机装配生产线运行过程中的多源数据感知与融合应用技术进行研究。首先,定义生产线运行中的多源数据感知与融合技术内涵及其整体框架,包括生产线多源数据采集系统构建、多源数据融合技术构建、装配过程多源数据分析预测模型构建,以及生产线多源数据分析应用模块;其次,采用标准化的生产物联、基于本体的语义描述与基于多源数据的质量映射等方法,为实际装配生产线多源数据的感知与融合提供可行的解决方案;最后,阐述上述技术在生产线虚拟运行状态分析、设备使用状态监测和装配质量提升等方面的应用措施,为直升机装配生产线的数字孪生构建与虚拟高效运行提供优质数据基础。

基于知识图谱的直升机部件装配序列规划方法

由于直升机组件数量多且组件之间约束关系复杂,传统的装配序列规划方法存在指数爆炸和易陷入局部最优解的问题。为了应对装配序列求解时间随组件数量指数增长和多约束关系矩阵运算复杂的难点,引入知识图谱(KG)建立直观的语义装配信息模型,并提出了一种基于KG的直升机部件装配序列规划方法。首先,基于三维模型解析和知识推理技术实现结构信息和约束关系等关键装配信息的提取。其次,基于本体构建KG形式的装配信息模型。最后,利用带反馈的图规划算法从KG中求解直升机部件的装配序列。KG提供的优先关系减少了算法搜索空间,在优先关系的约束下,带反馈的图规划算法以装配方向改变次数最小和装配工具变化次数最少为目标,逐步规划序列并反馈规划结果以避免重复搜索。直升机的中机身中段部件被作为实验对象以验证该方法的有效性,对比启发式算法能获得更高适应度值的装配序列且求解时间更短。

3D打印C-PEEK的仿生结构设计和力学行为分析

为了分析3D打印碳纤维增强聚醚醚酮(C-PEEK)复合材料的力学行为,探索最优工艺参数进行仿生结构设计,研究了碳纤维含量、打印喷头温度、平台温度、切片层厚度、打印速度、填充度、填充直线角度、填充形状、热处理温度及保温时间等多个工艺参数下,3D打印C-PEEK的力学性能演化规律。结果表明:含10 wt.%碳纤维的C-PEEK拉伸性能最好,并且最佳的3D打印参数为:打印喷头温度440℃、平台温度130℃、切片厚度0.2mm、填充度100%、90°直线填充、打印速度40mm/s、保温腔90℃。此外,根据最佳3D打印参数设计兼具蜂窝多孔和Bouligand旋转夹层的仿生结构,开展抗压强度测试并进行压溃行为分析,发现当层间旋角为30°时对应的蜂窝-Bouligand仿生结构的抗压强度可达24.1 MPa,且具有优异的非灾难性断裂特征。

智能装夹技术在直升机旋翼系统关键零件中的应用

直升机旋翼系统是直升机核心部件,升力的源泉,直接关系整机飞行过程的机动性,随着智能制造技术发展,目前机械工装已无法满足旋翼系统高效率、高质量的装夹需求。本文针对上述问题,首先,研制了智能装夹实验平台,确定功能模块,设计夹紧力控制和补偿方式,定位状态监测系统。其次,对该实验平台进行性能测试与评价。最后,设计并研制了智能工装夹具,对其可靠性、装夹变形量、装夹效率以及加工质量等方面进行测试。试验结果表明,本文提出的智能装夹技术有效解决了旋翼系统关键零件在装配过程中出现的问题,提高了装配效率和质量。

金属镍内典型晶界的迁移热力学分子动力学模拟

为进一步揭示温度对晶界迁移行为的复杂影响,本研究基于分子动力学模拟探究了Ni 36.9˚ {310}001对称倾斜晶界在100~1000 K范围内的迁移热力学、迁移率和剪切耦合迁移等内容。结果表明,在100~600 K时晶界启动迁移所需临界驱动力将随温度升高而逐渐降低,但在600~1000 K时则保持稳定,因而晶界迁移的热力学行为将从热激活模式转变为无热激活。在所探究的温度范围内,晶界迁移率随温度的变化趋势与临界驱动力对应趋势并不相反或相同,因而认为较难启动迁移的晶界会具有相对较低迁移率的已有观点并不正确。该晶界沿晶界面法向迁移的同时还在晶界面内发生剪切运动,也即呈现剪切耦合迁移的特征,在100~800 K时的耦合强度最高,随后因晶界结构改变而导致耦合强度持续降低。

直升机起落架轮轴碳化钨磨削工艺研究

受超声速火焰喷涂工艺方法的限制,喷涂碳化钨的轮轴必须通过磨削工艺保证表面质量和尺寸精度,然而轮轴的弱加工刚性和涂层的高耐磨性导致磨削过程中易出现让刀、颤刀等现象,造成零件磨削质量不合格。首先采用正交试验法研究四种精磨工艺参数对磨削表面粗糙度的影响,然后研究装夹工具和磨削策略对零件圆柱度的影响,最后加工并收集15件轮轴的各段外圆尺寸并计算其过程能力指数。结果表明:选择高砂轮线速度、小切深以及适中的砂轮轴向进给速度与工件线速度可以获得粗糙度为0.4μm的零件表面,增加装夹工具的夹持长度和刚性并采用“粗磨—精磨—光磨”策略可保证零件外圆的圆柱度不大于0.01 mm,轮轴过程能力指数的计算结果不小于1.33,整个磨削工艺可靠、稳定。

内腔零件硬质阳极氧化仿真及优化

铝合金硬质阳极氧化是常用的表面处理工艺,该工艺通过形成氧化膜来增强铝合金的耐腐蚀性、硬度和耐磨性。然而,在处理具有复杂内腔和外形状的零件时,传统工艺方法往往难以满足工艺要求,而仿真技术将在此方面发挥至关重要的作用。本文采用了仿真计算结果来指导工艺参数的优化和工装设计,并进行了试制验证。结果表明,通过优化硬质阳极氧化工艺参数和工装设计,成功地解决了工件因膜厚不均而导致的“烧焦”问题,并大幅提升了膜层的质量和膜厚分布的均匀性。仿真结果的准确性高,为工艺优化提供了可靠的依据。

固溶温度对TB6钛合金微观组织的影响

分别在760、780、800、820℃对TB6钛合金锻棒进行固溶处理,采用X射线衍射仪和光学显微镜研究了合金在不同固溶温度下的相组成及微观组织随固溶温度的变化规律。结果表明,固溶温度为760、780℃时,TB6钛合金棒材中的初生α相含量较高,尺寸较大,能起到钉扎β晶界的作用,获得晶粒尺寸<5μm的β基体相;固溶温度为800℃时,大部分初生α相溶于β基体相中,剩余初生α相的体积分数仅约为2.65%,且β基体相晶粒尺寸增大,并出现热诱发α′′马氏体相;固溶温度为820℃时,TB6钛合金棒材中的初生α相已完全消失,β基体相存在大量呈纵横交错分布的针状热诱发α′′马氏体相。

OTP分布方式及其公差分配对测量精度的影响

针对激光跟踪仪在飞机装配工装制造过程中测量精度不稳定的问题,阐述了工装调装测量时OTP的分布方式及其公差分配对接头定位件调装精度的影响。通过分析接头定位件调装时可能产生的轴向偏差和径向偏差,揭示两者产生的根本原因和影响因素。结果表明,OTP的分布方式、测量顺序、设计公差和被测接头定位面的加工公差均会影响被测接头的调装精度。当OTP双侧分布时,被测接头加工公差的取值会放大或缩小OTP的测量公差带,导致后测点的可调公差超出设计公差的有效范围,从而影响接头定位件在工装中的位置精度。

后处理工艺对合金钢离子镀铝层的影响

本文研究了后处理工艺对300M钢表面离子镀铝层的形貌和耐蚀性的影响,并探究离子镀铝及后处理工艺对合金钢氢脆性能的影响。研究结果表明,喷丸处理可以提高铝镀层的致密度,但单一的喷丸处理对铝镀层耐蚀性没有明显提升;化学氧化处理可使铝镀层表面转化为耐蚀性较好的铬酸盐转化膜,显著提高铝镀层的耐蚀性;真空离子镀铝及后处理工艺不会对合金钢产生氢脆的影响。

直升机模拟器座舱数据采集系统设计

飞行模拟器主要用于飞行员的日常飞行训练和任务模拟训练,随着模拟仿真技术的不断发展,飞行模拟器的使用效果越发逼近于真机,且飞行模拟器因其安全性、可重复性、低经济性,不受气候、场地等影响,受到了国内外用户的青睐,其地位也越来越重要。

熵减助力端到端流程管理

基于熵减理念,增加综合计划管控环节,提高任务执行效率。在流程绩效管理实践中,企业应基于不确定性熵减理念,按照管理体系建设相关标准中规定的风险管理要求,应用精益管理、项目管理、目标考核等方法,做好组织对流程管理的赋能,实现流程中各个角色任务执行的工作协同,提升端到端流程复杂系统的可靠度。

直升机异常振动分析

对直升机振动过大的原因进行分析,通过频谱分析法找到引起直升机振动过大的特征频率,对特征频率进行分析和判断,通过试验验证最终确定引起直升机振动过大的原因:是由飞行控制系统介入引起的直升机强迫振荡问题。并进一步提出改进措施,最终使得直升机振动水平大大降低。

热处理设备系统精度提升研究与应用

热处理设备系统精度作为设备重要加工性能指标之一,需定期检测指标数据,用于保证产品的热处理质量及生产数据记录的真空度可靠性。但目前热处理设备在日常使用过程中容易出现各类问题,导致系统精度指标数据超差,无法满足相关标准使用要求。详细阐述一例立式真空气淬炉系统精度超差案例解决过程,理论分析系统精度误差组成,现场测量各方面精度误差数据,开展电气系统改造及仪表精度校准等工作,提高设备系统精度,满足设备使用要求。

舰载直升机折叠系统液压故障频发的原因及应对措施

旋翼/斜梁折叠系统的高可靠性是舰载直升机最基本的要求。对舰载直升机近两年发生的折叠系统故障进行了统计,通过分析折叠系统故障产生的原因及类型,发现故障的发生主要集中在液压系统上。据此,提出了针对性的应对措施来提高折叠系统的可靠性。