航空发动机复杂约束空间内管路敷设技术

手工敷设复杂产品的管路及线缆,会造成反复改动而导致无法避免的浪费,为解决这一问题,综合考虑管路敷设工程规则,基于计算几何、微分几何和智能优化等思想,系统介绍了提出的若干航空发动机管路敷设算法,对管系的敷设顺序与管路路径进行自动求解。算法针对复杂回转空间,不局限于柱面,更具一般性;管路贴近机匣表面并沿测地线敷设,获得了更优的管路轨迹;而对敷设顺序的排序求解,进一步优化了管系的整体敷设。通过若干敷设算例,验证了该方法的有效性。

发动机涡轮叶片榫头荧光显示分析

发动机涡轮叶片在成品检验和工厂试车后检验时,发现大量叶片榫头存在聚集性点状显示。采用扫描电镜观察和金相分析,研究了荧光显示部位缺陷的性质及其产生的原因。结果表明荧光显示部位存在明显的显微疏松,榫头处有清晰的磨削痕迹,局部有微裂纹。显微疏松在磨削应力作用下局部撕裂,磨削痕迹使显微疏松连接成片,从而导致聚集性荧光显示。热处理和工厂试车时的高温促使缺陷暴露,使得易于在该阶段发现缺陷。建议适当降低拉晶速度,延长拉晶时间,可以显著减轻显微疏松的程度。改进工艺的叶片腐蚀后未发现明显的显微疏松。

基于最大-最小蚁群系统的装配序列规划

提出一种结合了蚁群系统与最大-最小蚂蚁系统优点的装配序列规划(Assembly sequence planning,ASP)方法。对近十年基于蚁群优化的ASP文献中采用的优化指标、装配信息模型、实例零件数等进行综述和比较。为提高序列的装配效率区分度,研究方向性、并行性、连续性、稳定性和辅助行程等5项指标的自动量化方法,将其融入到蚁群优化多目标启发式函数和适应值函数中。为提高对最优序列的搜索能力,以装配几何可行性为基础,从蚂蚁数量的确定、最大-最小信息素的界定、初始零件分配位置的绩效考核机制以及对并行零件组强制优化机制等方面,设计针对性解决方案,提出基于最大-最小蚁群系统的ASP算法。开发基于Siemens NX的装配规划系统AutoAssem。以阀门为实例,验证了算法内部各项优化措施的有效性,同时与优先规则筛选法、遗传算法及粒子群算法进行比较,分析该算法在运行效率和序列性能方面的优势。

基于包围盒十字相交的装配干涉检测方法

鉴于现有装配干涉检测方法仅限于利用包围盒排除不干涉的对象,提出轴向包围盒和方向包围盒的十字相交判断方法,使得基于包围盒即可检测出零件在平移过程中产生的硬干涉关系,从而有效缩短检测时间。利用基于扩展结构的层次包围盒逐渐逼近且紧密包覆几何模型、排除不可能干涉的零件并进行包围盒十字相交判断,可大幅度减少干涉检测的运算量并提高算法效率。基于包围盒十字相交判断与层次包围盒,提出面向零件平移的装配干涉检测算法和流程。在AeroAssem装配设计系统中实现了该方法,通过在装配干涉矩阵生成中的实例验证分析,说明所提方法是有效的和精确的,可广泛应用于装配规划与仿真等设计任务中。

基于多域集成Petri网的飞机装配系统模型

针对飞机装配系统的建模描述、分析诊断等管理问题,提出一种将多域集成概念与Petri网相结合的建模方法。阐述了多域集成Petri网模型的概念以及各个领域网模型的要素表达。给出多域集成Petri网的具体建模步骤,构建了装配资源系统各领域的形式化表达模型,从多角度集成描述了装配系统的组成元素、静态结构与基本属性,基于表达模型分析了系统相应领域的行为性能。以某型号客机装配系统为例论述了多域集成Petri网模型的有效性与可行性。

基于递归循环的层次化爆炸图自动生成方法

提出以递归循环和深度优先搜索层次化装配序列的策略自动生成复杂产品层次化爆炸图的方法。为使设计结构符合装配规划的要求,设计了可方便定义子装配体和编辑装配树的装配结构重构功能。为避免重复的干涉检测,研究干涉矩阵合成方法,通过对原始装配关系信息的整合,柔性化生成面向层次化结构的装配关系矩阵。为降低大规模序列规划问题的复杂性,将整体规划任务分解为若干个及若干层级子任务,子任务内采用多规则筛选算法,以基于干涉矩阵的几何可行性为前提,并行性、连续性、稳定性和方向性等为优化筛选指标,循环构建序列。提出递归爆炸算法,循环对层次化装配序列进行深度优先搜索,实时计算已爆炸零部件的累积包围盒,从而确定待爆炸零件位移矢量,自动生成间隔均匀有序、结构紧凑且空间层次感强的爆炸图。开发了基于Siemens NX的装配规划系统Auto Assem,以减速器及汽车部件实例验证了方法的有效性。

基于多域集成映射的飞机部件及其夹具模型

面向装配信息数据表达与飞机零部件装配夹具协同设计问题,阐述了飞机装配对象及其夹具多域集成建模过程,该建模过程给出了多域集成模型的知识框架.其次,定义各领域信息构成,全面系统地描述了装配工艺规划的所有数据.提出了装配对象与装配夹具之间互映射机理,详细阐述了互映射过程中所需的4个关键知识点.最后以翼尖小翼为实例,证明建模方法的可行性与有效性,使夹具设计更加系统化,提高了飞机结构、装配工艺规划和工装设计的协同设计效率和响应速度.

复杂产品装配可交互电子技术文档研究

可交互电子技术文档(Interactive Electronic Technical Manual,IETM)逐渐成航空发动机、飞机、船舶等复杂产品维护、维修与检测(MRO)的关键工艺文档,装配(包括组装与拆卸)是复杂产品制造与维护的重要工艺步骤。提出了面向装配的IETM(Interactive Electronic Assembly Manual,IEATM)的概念,介绍了其主要功能;给出了复杂产品集成装配建模方法;讨论了基于复杂产品装配规划实现产品自动装配仿真以及输出可标记视频文件的方法;阐述了IEATM转换算法及其具体实现,支持中性格式的、完备的与安全的IEATM文档发布,最后介绍了用于编制和发布IEATM的装配仿真系统。

K24密封片组件校型技术研究

密封片是燃气涡轮喷气发动机喷管上的重要部件之一,在发动机的修理过程中对变形超出使用标准的零件需要进行修复。按照修理技术要求需要将组件进行分解到单件状态进行稳定热处理校型,通过对零件结构和材料的分析,进行密封片组件状态校型的可行性分析以及试验验证,研究密封片组件状态的校型技术。