航空液压壳体基于特征的快速编程应用实践与建议

论述了航空液压壳体数控编程的特点及存在的问题,针对孔及孔系特征采用目前基于CATIA软件的人机交互编程方法带来的编程周期长、重复工作量大、知识重用率低等难题,提出通过引入基于特征的快速编程技术加以解决。重点介绍了典型加工特征分类、工艺知识库建立、工艺决策规则定义、基于特征的快速编程系统构建等应用实践,并通过实例进行了验证。结果表明,基于特征的快速编程技术能够大幅缩短编程周期,降低重复工作量,提高编程规范性和质量一致性,促进知识积累。最后,给出了基于特征的快速编程技术的应用建议,以期为在其他类型零件或特征上的应用提供借鉴和参考。

基于五轴加工中心的航空异形结构件装夹技术

航空异形结构件具有结构复杂、加工精度要求高、材料难加工等特点,导致其机加工艺较为复杂,在传统的加工过程中,需设计大量夹具保证机加过程的顺利进行。航空异形结构件的复杂性导致航空异形结构件机加夹具同样结构复杂,设计周期长,直接影响产品的研制周期;另一方面,在研制阶段设计更改选代频繁,对应的机加夹具经常需要反复更改,重复工作量大。随着航空产品任务的不断增加和多轴数控机床的广泛应用,航空异形结构件机加夹具的设计任务也日益繁重,装夹方案设计成为了产品设计与制造过程中的重要环节。

阀口开度对航空高压电磁阀开启特性的影响

为了研究电磁阀阀口开度对其开启特性的影响,根据航空高压电磁阀的使用工况,建立其二维计算模型,采用仿真分析的方法对不同阀口开度下的电磁阀开启特性进行分析,得到了不同阀口开度下的流动特性分布情况,并计算得到了不同阀口开度下电磁阀内部上阀口、下阀口、球体圆周以及推杆端面等关键位置的压力变化曲线。结果表明,随着阀口开度的增大,工作介质在电磁阀内部的流速呈先降低再升高的状态,且在相对固定的位置出现一定漩涡;阀内腔区域C漩涡尺度随阀口开度的增大逐渐减小;上、下阀口在特征尺度范围内的压力呈现降低状,上阀口所受压力相对增大,球体圆周所受压力在上阀口压力变化的轴向尺寸范围内先增大再减小。

零件功能性圆角R与航空电磁阀内部流场特性的关系研究

为研究零件功能性圆角与航空电磁阀产品流场特性之间的关系,根据某型航空电磁阀的工作结构与工作原理,建立二维坐标系下的流场计算域模与网格模型,定义零件功能性圆角R的取值,采用数值仿真分析的方法对不同功能性圆角R的电磁阀内部流场特性进行计算分析,得到相应的压力分布特性与矢量分布特性。结果表明,功能性圆角R的存在使工作液在流经阀内球体时的压力呈对称分布,工作液在阀内流动形成的漩涡呈对称分布状,有利于实现工作液流动过程中零件的稳定性;功能性圆角R对阀内最大压力值、工作液流速的影响不大,且有利于降低内腔所受的最大压力及工作液流速。

基于ABAQUS装配顺序对航空液压产品密封质量的数值分析

为找到国产飞机液压驱动装置在性能试验时发生漏油故障的原因,对密封失效部位的零件进行拆卸、检测、分析,发现拧紧螺栓处有严重划痕,之后应用ABAQUS有限元分析软件模拟手动拧紧螺钉后螺钉发生应力松弛造成的位移,发现应力松弛产生位移会直接导致负载管接孔与阀芯安装后出现偏心现象,间接造成划痕和密封圈失效的问题。最终优化了国产飞机液压驱动装置及类似结构产品的装配工艺方法。

数字孪生在航空机电产品装配工艺中的应用研究

针对航空机电产品在推行数字化装配技术的过程中,暴露出来的单一数字模型难以全面反映产品特征、功能和性能指标的问题,指出构建基于装配数字孪生(Digital Twin)模型的装配工艺设计平台的重点内容和关键技术。指明装配工艺设计的数字化对于产品数字模型的新需求,阐述了数字孪生技术的定义和发展现状,探讨了数字孪生技术在产品装配工艺建模过程中的应用,论述了通过装配数字孪生模型与产品样机的虚实融合和数据交换,运用实时数据来辅助工艺决策,动态修正工艺方案,达到装配工艺设计能快速响应生产变化的效果。

表面粗糙度对航空液压作动器密封性能的影响

航空液压作动器普遍应用在飞机机翼、舱门、起落架等部位,往复密封为其典型密封形式,密封失效会严重影响飞机任务的执行和飞行安全。密封副表面粗糙度是重要的工程可控参数且对于密封性能的影响很大,因此分析表面粗糙度对作动器密封性能的影响具有重要的理论和实际意义。建立适用于往复组合密封的确定性混合润滑数值仿真模型,并与有限元分析方法结合计算膜厚值,分析密封圈表面粗糙的幅值和波长变化以及运动速度和液压油黏度变化对密封圈润滑性能和密封性能的影响。结果表明:正弦粗糙表面的幅值和波长增大,会引起油膜压力和油膜厚度波动的幅值增大,但会减小摩擦系数;正弦粗糙表面的幅值增大,有利于减小密封间隙的最小膜厚和泄漏量,但是波长变化的影响作用不大;液压油黏度和活塞运动速度增大,有利于增大密封间隙油膜厚度,但会增大泄漏量和摩擦系数。

航空发动机反推作动器卡滞故障分析

反推作动器用于同步驱动反推力装置移动外罩展开,实现大型飞机在着陆后或中断起飞(RTO)过程中减小飞机速度、缩短滑跑距离,尤其是在雨雪天气下,保证飞机安全降落。针对某发动机反推作动器外场卡滞无法收起的故障问题,通过反推作动系统工作原理分析,开展了卡滞故障原因分析,建立了作动器卡滞故障树。然后对底事件逐一排查,对产品分解检查以及试验验证,最终确定该卡滞故障是由于反推作动器在侧向载荷作用下丝杠丝母传动副卡滞,进而导致反推力装置无法收回。最后,通过对丝母内螺纹牙尖增加倒角,并在模拟反推力装置侧向载荷的试验条件下开展改进产品试验验证。结果表明,丝母的内螺纹牙尖增加倒角后,减小了丝杠丝母传动副在侧向载荷下的摩擦力,减轻了磨损,提高了反推作动器在工作中承受侧向载荷的能力,防止作动器卡滞。本文故障分析方法与结果对外场同类故障排除具有积极的指导意义,也为后续同类产品改进设计和新研产品开发奠定了坚实的基础。

航空超高强度合金钢300M的加工工艺

超高强度钢300M以其优异的材料性能被越来越广泛的使用,但是这种材料有很高的加工难度。通过对此材料粗、精加工的加工工艺进行研究,掌握科学、合理的加工参数和方法,使得此材料的产品可以稳定产出。同时,其加工工艺可被其他相似材料借鉴使用,具有推广意义。

航空小结构件焊接变形预防及控制

为了减小焊接过程中急速不平衡加热及冷却导致的零件结构的变形,分析了影响零件焊接变形的因素。根据零件材料、焊接零件结构设计、焊接工艺等影响因素以及实际生产加工经验,总结了焊接变形的预防及控制方法,控制措施包括合理设计焊接结构、调整焊接热输入、采用不同的焊接顺序,改变焊缝结构等。最后指出,对于塑性较差的高强钢的焊接变形进行矫正时,应慎用机械矫正法,零件本身较大时,可以在焊接前加大零件尺寸,焊接后用机械加工方法满足产品焊后尺寸公差要求;对变形量不大、且材料硬度不高的变形零件,可采用加热矫正法使零件恢复形变,但应注意控制加热位置和温度。

航空发动机反推作动系统的AMESim-Simulink控制仿真

航空发动机反推作动系统作为反推系统的重要组成部分,对飞机着陆减速有着重要意义。为了深入了解反推作动系统的展开收起运动特性,对反推作动系统的全行程过程进行了运动分析和数学模型创建,采用数值仿真方法对系统进行了仿真计算,研究了反推作动系统的缓冲性能、同步性能以及温度对运动过程的影响。结果表明:系统仿真模型对全运动过程具有良好的预测效果,可成为系统运行和性能检测有效分析工具;系统的缓冲装置将末端碰撞速度降低至0.15 m/s以内,可以有效削弱作动器的剧烈碰撞;系统运行的最大不同误差主要发生在展开或收起极限位置处,提高系统起动加载的同步性和精度,同时保持外载阻尼特性的一致性,以此减小系统运动的同步性误差;系统在低温环境下仍可以进行展开工作,但运行速度受到极大影响。

航空发动机升力风扇驱动系统设计与仿真研究

针对某航空发动机升力风扇驱动系统高精度要求、快速响应等难点,提出一种升力风扇驱动系统详细设计方案。分析了升力风扇驱动系统的组成与工作原理,在Matlab/Simulink平台建立航空发动机升力风扇驱动系统仿真模型,并详细分析了驱动系统的动态特性与稳态性能,最后进行了系统的故障分析与改进措施。仿真结果表明,系统动态响应的带宽频率约为6.7Hz,全行程运动时间约为0.45s,响应快速准确,设计方案原理可行,对国内升力作动系统的工程实用具有一定的参考价值。

一种基于工艺知识的航空螺纹数据库建设

螺纹联接方式在航空产品中应用广泛,加工方法成熟稳定,为了提高螺纹加工的工艺规划效率,提出一种基于数据技术管理螺纹加工知识的方法。该方法从工艺维度构建螺纹加工的工艺规划流程,通过显性化、标准化、结构化螺纹加工知识,构建基于工艺知识的航空内螺纹数据管理系统,从而实现工艺规划过程中螺纹加工知识及其工艺要素的向导式推送。该系统在航空制造企业已应用2年以上,验证表明,基于数据管理技术结构化工艺知识的方法能很好地实现工艺知识的管理与推送,提高工艺设计的标准化和效率。

航空发动机反推作动器楔形缓冲结构研究

为了削弱航空发动机反推作动器在展开过程末端的强烈机械冲击,将楔形液压缸缓冲结构应用于该反推作动器。本文建立了该反推作动器节流缓冲的数学模型和Simulink仿真模型,对该作动器在缓冲过程中的速度特性和时间特性进行仿真,分析了速度和压力对其缓冲特性的影响。研究结果表明,本文提出的楔形缓冲结构有助于减小航空发动机反推作动器活塞与筒体的碰撞速度,能有效削弱工作末端的冲击;在保证运行速度不变的前提下,可以通过适当降低系统的通油压力来提高反推作动器的节流缓冲效果。

航空装备优化装配流程与提升工人技能的融合策略研究

针对航空机载武器装备装配进度难以控制问题,研究对航空机载武器装备装配过程中存在的难点进行分析,在此基础上对其装配工艺进行优化,主要从装配位置的唯一性、装配方向的唯一性、降低装配难度、降低维护难度等方面进行,并提出控制航空设备装配质量的有效策略,主要从事前控制预防、完善质量管理体系、提升工作人员的综合素质和技术、提升航空设备的维修水平等方面进行,以期大型航空设备的装配提供参考。

航空制造领域常见轴承收口工艺研究

目前航空制造领域常用的轴承收口类标准共9种左右,不同标准对应不同的工艺控制要求、对应不同的零件设计图纸要求、对应不同的工装设计要求。对不同轴承需检测哪些参数?如何规范编制工艺规程?如何提高审设计图的质量?如何快速准确判断工装的可用性?是工艺人员需要面对的问题。本文通过对常见轴承收口标准进行解析,各检测参数的解析,结合车间轴承收操作经验,总结航空制造行业轴承收口工艺方法,研究出不同收口标准对应的工艺、常见工艺审图问题、工装设计问题、便于规范轴承收口工艺、工艺审图,对轴承收口工艺设计具有很好的指导和规范意义。

飞机襟翼阀控伺服作动系统动态性能分析

由于阀控伺服作动系统存在的非线性因素,传统的建模方法所建立的数学模型无法准确地反映系统实际情况。为提升液压系统的控制精度及动态响应性能,解决在实际系统试验中出现的动态特性超差问题,对可能引起的因素及关键参数进行研究,重点分析引起系统静态误差的主要因素,同时分析系统各关键元件的固有频率和阻尼比对系统动态性能的影响。利用Matlab/Simulink软件对系统进行非线性建模,理论推导计算及仿真结果分析表明,较高的系统各关键元件固有频率和阻尼比有利于提高系统动态性能。

一种新型登机门开启限速装置的设计

登机门是民用飞机舱门中的一个重要部件,其直接影响民用客机结构、功能的完整性和安全性。根据项目研制的需要,针对MA600飞机登机门无阻尼式自由下落导致登机门转轴及舱门损坏的问题进行原因分析,设计了一种限制登机门下落速度的新型开启限速装置。在CATIA中建立了包括登机门、登机梯、开启限速装置在内的虚拟样机模型,在MSC/ADAMS中对安装和未安装开启限速装置的登机门自由坠落进行动力学仿真分析,分析了产品不同设计参数对登机门自由坠落时间的影响,确定出了最优的结构参数,仿真结果表明:所设计的限速装置能够将登机门的坠落时间限制在6 s,有效减少登机门坠落对门体结构冲击,为后续的样件产出和试验提供理论依据。

基于人机工程学的民用飞机舱门操作面板设计

在当前民用飞机舱门操作面板设计中,人机功效和界面设计缺少统一的标准和规范,设计过程过于依赖个人经验和自身偏好,导致所设计的操作面板在使用过程中人机功效较差。为此,基于人机工程学原理讨论了民用飞机舱门操作面板显示与操作的设计原则,并提出了一种集中式舱门操作面板及区域控制面板的设计方案。首先通过问卷调查来确定舱门操作面板的信息组织、编码、显示元素和显示形式等,然后构建舱门操作面板、区域控制面板以及飞机的三维模型,最后使用人机工程仿真软件DELMIA对操作面板的布置、按键尺寸和触及域进行了动态操作仿真。仿真结果表明,所设计的舱门操作面板增强了人机功效,提高了作业的安全性和效率,减少了空乘人员的误操作和工作负荷。所设计的操作面板和区域控制面板不仅实现了整机舱门的集中监控管理与区域作动控制,还能作为人机交互设备,适用于大中型宽体飞机的客舱和货舱,应用前景十分广阔。

喷丸强化设备工艺后置仿真技术研究

为解决喷丸程序编制过程中无法实现动态法向喷射以及喷丸过程的连续性和法向喷射的一致性问题,通过后置处理程序设计与RTCP补偿运动激活和取消相结合的方法,实现了动态补偿,生成了全法向喷射程序代码,保证喷射入射角、喷射强度的一致性,提升了区域连接运动效率。结果表明,工艺后置仿真可以实现动态补偿喷头姿态和喷射点位置,保证了喷射入射角和喷射强度的一致性,实现了喷丸数控程序自动化编制、后置,减少了生产准备时间,提升了喷丸工艺准备效率和零件整体工艺的生产效率。