先进航空有机玻璃防银纹装配结构及分析

对MA60现有飞机有机玻璃结构进行了分析,通过进行有机玻璃应力—银纹试验及比较国外先进有机玻璃装配结构,取得了制造飞机先进有机玻璃舷窗结构的相关经验。

航空发动机带止口转子结构装配工艺方法研究

为进一步探究航空发动机带止口转子结构装配工艺的可能优化路径,以涡扇航空发动机低压涡轮轴-盘的带止口结构为研究对象,探究装配工艺中的螺栓紧固策略与带止口过盈量两项主要内容的影响,以此确定采用三角紧固方法对涡扇航空发动机低压涡轮轴-盘的带止口结构进行装配,并将装配过程中的带止口结构过盈量设置为0.1 mm。从现场实验测试结果来看,该装配工艺方法各项主要指标均显著优于传统装配工艺,有望在后续装配中逐步得到应用。

轻度交联有机玻璃的结构与性能研究

本文采用甲基丙烯酸酯类交联剂对目前使用的航空有机玻璃进行共聚交联结构改性,制备了轻度交联改性有机玻璃板材,并对这些板材的耐人工大气老化性能、热一力学性能、透光率、耐应力—溶剂银纹、DMA以及红外光谱分析进行了试验与研究。结果表明,轻度交联有机玻璃板材的上述性能均优于YB3与YB4航空有机玻璃。

基于改进雅克比–旋量模型的航空发动机转子–叶片结构装配精度分析

转子–叶片是航空发动机的核心部件,具有装配结构复杂、装配难度大等特点,在高温高压条件下,转子–叶片装配误差被催化放大,容易导致疲劳裂纹等故障,严重影响整机安全性和可靠性。针对转子–叶片结构,传统的装配偏差分析方法常采用多特征并联结构中的一条支链作为单一主链来建立偏差传递模型,难以综合考虑转子–叶片复杂定位结构和局部并联关系。本文提出了基于改进的雅可比–旋量(Jacobian–Torsor,J–T)模型的转子–叶片装配偏差分析方法。首先分析了转子–叶片多级回转结构、止口定位结构和榫头榫槽结构,建立了考虑转子–叶片多特征局部并联关系的整机装配尺寸链;然后采用不完全定位策略将转子–叶片装配结合面表达为基于点接触形式的偏差旋量,建立了基于定位点系统的转子–叶片联合定位基准方案;最后提出转子–叶片装配精度指标及基于改进的雅克比–旋量模型的求解方法。以某航空发动机转子–叶片的径向、轴向和周向装配偏差分析为例,将传统雅克比–旋量模型、基于蒙特卡洛法的仿真模型、改进雅克比–旋量模型及实测结果进行了对比分析。结果表明,本文方法相较其他方法预测精度更高,与实测结果误差率不超过9%,提出了榫头榫槽更合理的装配连接方式。

飞机结构静强度试验虚拟装配与干涉检查技术

地面试验是目前航空结构最重要的一种验证手段,为保障复杂杠杆加载系统在飞机大变形下的安全性,对飞机结构试验系统的虚拟装配技术进行了研究,建立了基于XML的虚拟装配模板,研发了可扩展的试验设备模型库,在CATIA平台下实现了试验加载与支持系统的虚拟装配。提出了一种杠杆加载系统运动平衡方程和迭代求解方法,根据飞机结构仿真变形计算得到各加载步加载设备的空间位置,并采用坐标转换实现加载设备在加载过程中的运动模拟,同时对加载运动过程中多加载通道之间、加载系统与支持系统之间进行碰撞检查。算例表明能够发现碰撞干涉问题,为试验设计与实施提供技术支撑,降低试验风险。

航空发动机套齿结构动态装配关系稳健性优化设计

为了更加合理地优化发动机套齿结构的装配关系,使得动态装配关系在运转状态下对于载荷环境变化具有稳健性,对套齿结构进行了力学特征分析,动态装配关系时变特征的研究。利用Kriging响应面模型建立随机参数与装配特征参数之间的近似模型,进行了概率分析。构建当量装配质量损失模型,采用果蝇优化算法对套齿结构装配特征参数进行了稳健性优化设计。优化后的当量装配质量损失为0.0441,各动态装配特征参数向目标值趋近,并且随外载荷及材料参数的波动减小,降低了对随机变量的敏感度。

航空发动机装配数据结构化建模及应用

针对航空发动机装配数据结构化程度低及数据追溯困难等问题,分析了航空发动机装配数据构成及特点,提出了一个装配生产准备数据和装配生产过程数据的定义模型。针对装配生产过程数据特点,建立了以装配数据单元为核心的装配数据模型,给出了电子化履历本的实现过程,验证了方法的有效性。

航空发动机三自由度装配平台结构设计

三自由度航空发动机装配平台是一种固定式设备,装配平台由垂直升降、俯仰旋转和轴心回转三个主要装置构成。其中可绕轴心线旋转的轴线回转装置中包含装卡装置,该装置采用C形环主体结构,C形环上安装有用于与航空发动机连接的装卡装置,改变装卡装置可实现不同型号发动机的装卡。垂直升降装置依附于平台机体,驮负全部运动质量沿垂直轨道上下移动。俯仰旋转装置介于垂直升降和轴心回转装置之间,实现自身转动的同时,将二者连接在一起。通过三装置的动作变化,可使其装卡的对象保持多种装配姿态。

采用模糊区间分析的柔性航空结构件装配偏差预测

在仅知偏差源区间的条件下,将偏差源分布描述为离散模糊数;基于弹性力学原理,通过有限元仿真分析,建立柔性航空结构件的装配偏差模型;以离散模糊数表达的偏差源作为装配偏差模型的输入,结合模糊区间分析得到装配偏差的模糊分布;通过模拟翼盒骨架装配试验验证建立的装配偏差模型以及提出的装配偏差预测方法的有效性.试验结果表明:基于模糊区间分析的装配偏差分析方法预测的装配偏差区间包含了实测的装配偏差,可解决偏差源信息匮乏时的装配偏差预测问题,并给出了不同置信水平下的装配偏差区间,是传统基于蒙特卡洛模拟(MCS)的装配偏差分析方法的一种补充.

航空发动机结构设计中可装配性案例分析

为提高航空发动机的可装配性,保证产品质量,改善生产效率,从结构设计出发,针对现有分组、非均布、防错、考虑工装与工具等设计方法,结合典型案例进行装配工艺分析和总结,指出应当在发动机产品设计初期对形状、结构、连接等进行可装配性分析,总体上提高质量和一次性装配成功率。提出结构轻量化、连接自动化、虚拟预装配是今后发动机设计的重要方向。

融合现场物理特性的航空薄壁结构虚拟装配样机及其构建技术

针对实现低刚度航空薄壁结构组件/部件高性能装配缺少现场物理特性数据与模型基础的问题,对融合现场物理特性约束的虚拟装配样机构建实现技术进行了研究。首先,定义了虚拟装配样机的技术内涵及构建框架,其本质是一个高度拟实化的数字孪生装配系统,可以在虚拟环境中进行多尺度的装配几何量与物理量拟实化仿真,预先分析验证装配性能;其次,从多源异构装配数据采集与处理、多类别装配孪生模型融合性建模、装配样机系统虚实融合同步性建模、装配过程与装配质量状态可视化建模4个方面,详细阐述融合现场物理特性约束的航空薄壁结构虚拟装配样机高保真动态构建及实现技术,并提出了虚拟装配样机的“双线”、“分级”综合构建措施,从而为装配过程的拟实化仿真及装配质量的精准控制提供数据及模型依据,并为装配质量的主动实时控制奠定坚实基础。

面向航空发动机装配管理的动态表单系统研究

针对航空发动机装配生产中使用大量表格的特点,提出了动态表单解决方案,研究了各种表格数据的结构化存储技术,实现了装配过程的数字化管理。对基于表单的发动机装配流程进行建模,分析了表单的结构,建立表单的通用模型。使用面向对象技术,设计了表单系统的关键类,基于关系数据库设计了表单的结构化存储方案。设计了表单引擎,实现了表单数据的解析和结构化查询。最后结合发动机装配流程,应用该系统实现了装配过程的数字化管理。

复合材料结构装配过程中的制孔和连接

国内飞机型号的研制已逐步加大复合材料用量,也必然会存在复合材料结构装配问题。加强复合材料装配相关技术的研究,对于提高飞机制造水平,加快和促进复合材料在国内航空制造业的应用具有重要作用。

航空发动机联接结构振动特性研究进展

概述了航空发动机不同联接结构的研究情况,重点针对螺栓联接结构动力学建模(包括对方形联接件和法兰结构的动力学建模)、刚度计算方法、接触非线性、应力应变机械特性和试验研究情况,以及螺栓联接结构在转子系统中的应用展开详细论述,分析了螺栓联接结构对旋转状态和动力学响应的影响,并对多螺栓装配体结构装配性能研究进行论述。提出应建立完备的螺栓联接动力学特性研究理论,开展螺栓联接结构与其相应的装配体整体结构、螺栓联接动刚度和螺栓联接装配对结构动力学特性影响的深入研究。

多级盘结构转子的工艺装配优化设计方法

对于多级盘结构的转子,例如航空发动机的压气机转子,尽管在工程设计中,对每级盘的不平衡量进行了严格的控制,但是如果装配工艺设计不当,多级轮盘的不平衡量在高速旋转过程中形成的作用于轴颈上的力和力矩是很可观的,严重时将影响整个转子系统的振动品质。为了解决这个问题,本文提出了一种采用Powell法优化各级盘的角向安装位置的工艺装配设计方法,从而消除了作用于轴颈上的力和力矩。

融合实测数据的航空结构件修配量迭代寻优及评价方法

针对航空大型结构件一次装配成功率低、装配偏差难以预测、修配量无法精准预知等问题,提出了一种融合实测数据的修配量迭代寻优及综合评价方法。以提高修配质量为目标,融合装配过程实测数据重构模型,提出了修配方案逐步优化的总体方案,并根据修配工艺要求提出了基于改进粒子群算法的修配仿真优化方法,进行修配仿真与装配精度预测,确保装配精度首先满足要求;根据模糊数学隶属度理论对修配成本、难度等定性因素进行综合量化评价,实现了多组修配方案的最终优化。以某型中央翼盒总装站位的肋缘条位置偏差控制为例,开发修配方案生成软件工具,开展实际装配作业前的精度预测与修配仿真优化工作。现场应用表明:所提方法可精确预测装配误差,事先准确确定修配方案,切实提高装配质量及效率。

某航发装配平台主体结构的仿真分析与试验

为了探究所设计的某航发装配平台关键性能,确保平台在负荷运转过程中主体结构的安全性,对该航发装配平台主体结构进行了相应分析与试验。在三维制图软件SolidWorks中对该航发装配平台的主体结构:升降台、升降机构和底盘梁架分别建模,并导入有限元软件ANSYS Workbench中进行数值模拟分析,获得了该结构在设定工况下的应力分布云图,确定了挠度最大位置处X向及整体应力值,而后在实际工况下进行试验验证。通过对比所测点处有限元分析应力值与试验测试结果分析数值模拟结果与试验数值,可知所设计的装配平台主体结构满足强度要求,从而确定了有限元分析的可靠性。

关于航空装备综合保障系统体系结构的研究与设计

航空装备综合保障系统,其能够有效解决运行中出现的问题,提高航空设备的安全性,所以应该加大对其结构的分析力度。笔者将具体阐述航空装备综合保障系统中,其体系结构的总设计方式,并以系统体系、应用体系、技术体系为切入点,探究航空装备综合保障系统体系结构的具体设计。通过本文的研究,就是为相关人员提供参考,并提高航空装备综合保障系统的科学性、实用性。

工业机器人在航空制造领域的应用与发展趋势

工业机器人因其智能化优势受到航空制造领域高度关注,全球航空制造业迅猛发展使其拥有巨大市场潜力。工业机器人在汽车、3C等领域已得到广泛应用,但因航空制造领域零部件种类繁多、生产批量小、工艺复杂、精度更高等特点对工业机器人性能提出了更高要求。根据航空制造业特点,分析工业机器人具有高精度、多功能、人机交互、快速编程、多机协作的关键技术需求。从复合材料零部件生产、结构件加工、柔性装配、表面喷涂、智能检测等方面分析和总结国内外航空制造领域工业机器人的应用现状,最后预测面向航空制造的工业机器人应向数字化、模块化、智能化方向发展。

NASA大型结构在轨装配技术研究获进展

2017年7月,美国国家航空航天局（NASA）与轨道ATK公司合作承担的“机器人装配与服务商业基础设施”（CIRAS）项目在兰利研究中心完成了部分技术--“夹具加工与装配机器人”（NINJAR）2.0的地面演示验证,标志着其大型结构在轨装配技术研究取得了重要进展.