航空发动机柔性装配工装定位精度分析与研究

相较传统装配方式,柔性工装具有快速、高效、精确等优点。根据航空发动机装配特点,对柔性工装进行构型并对定位精度进行分析,根据其运动学方程得出速度雅克比矩阵,建立了位置误差模型。参考航空发动机装配基准件尺寸进行实例仿真,确定了随装配基准件变换时的结构参数及装配基准件的位姿。方法对于航空发动机柔性工装设计实现以及提高动平台定位精度具有重要意义,可为柔性工装的加工和装配提供理论依据。

航空发动机立柱式柔性装配工装定位误差分析

为提高航空发动机转子类部件在数字化装配过程中的定位精度,采用具有3个平动自由度立柱式三坐标定位单元对航空发动机转子类部件进行数字化装配。对引起数字化装配工装定位误差因素进行综合分析,建立单元定位误差模型,在已建立的误差模型基础上利用MATLAB软件进行计算与仿真分析。结果表明,利用此方法可以找到航空发动机转子柔性装配最佳基准位置,从而提高转子类部件在装配过程中的定位精度。

汽车模具冲压运动仿真系统研究

运动仿真是汽车模具设计中的关键环节之一,不仅关系到汽车模具设计的优劣,而且也是影响新车型上市的重要因素。针对目前汽车模具设计存在的问题,通过对汽车模具运动关系进行总结,形成以CATIA为平台的汽车模具冲压运动仿真系统,该系统基于CAA-RADE,以Visual C++为编程工具,实现了对汽车模具冲压运动的快速定义,仿真模具冲压过程,自动输出动态干涉检测结果,并且进行辅助设计,具有很大的工程实用价值,对全面实现汽车模具的数字化设计和制造有很大的推动作用。

基于MBD飞机装配自动制孔路径规划研究

飞机装配自动制孔技术的应用,基本改善了制孔工艺任务繁重、零件制孔量大等问题。而在整体制孔效率方面,自动制孔设备需要一种高效的制孔路径规划方法。基于此背景,通过研究三维空间路径规划算法以及自动制孔技术,根据面向MBD三维信息模型制孔路径规划要求,将改进后的蚁群算法应用于飞机的三维空间自动制孔路径规划中,进行实验分析,实验结果表明:改进后的遗传算法在路径的最优解以及规划时间上都要优于计算机上用的枚举法。该算法的应用充分改善了制孔方式的无目的性、生成路径质量不高等不足之处,从而获得一条整体优化的路径,整体缩短飞机装配周期、提高制孔质量以及降低制造成本,推动和加速我国军民机的研制工作。

飞机蒙皮自动制孔工艺设计研究

基于MBD的飞机蒙皮自动制孔工艺设计是飞机数字化制造工艺关键技术之一,根据飞机装配过程中自动制孔工艺设计的特点和要求,将制孔信息分为基准孔、夹紧孔、自动制孔三类,对制孔需要的点位、法矢、连接件材料、材料顺序、夹层厚度、夹层厚度顺序、标准件信息等提取的关键技术进行了研究,通过CATIA/CAA平台,开发了飞机自动制孔工艺设计软件,实现了制孔信息的分类、提取、规范存储等,有效地解决了飞机蒙皮自动制孔工艺设计难题,提高了工艺设计效率和飞机数字化制造水平。

基于结构最优化RBF神经网络的润滑油金属含量预测

航空发动机的磨损机制十分复杂且受诸多不确定因素影响,传统预测方法难以对其磨损趋势进行有效预测。提出一种结构最优化RBF(径向基函数)网络预测模型,采用改进的粒子群算法同时优化模型嵌入维数、核函数宽度及训练误差目标值,实现了RBF网络预测模型最优结构的自动获取。将该方法用于某型航空发动机润滑油金属含量预测,并与传统自回归模型对比,结果证明了该方法的有效性及优越性。

飞机导管工艺性审查技术研究

针对飞机导管数字化设计过程中有时会出现弯曲半径不合理或不规范、直线段过短造成的无法实现数控弯管加工等工艺性问题,以及人工工艺性审查费力且容易出现疏漏,对飞机导管工艺性自动审查技术进行了研究。结合CATIA/CAA平台,以导管工艺规范为基础,基于MBD规范使用工艺信息提取技术、信息匹配技术,开发了飞机导管工艺性审查技术平台。该技术能自动提取导管工艺信息,将其与工艺规范进行匹配并自动审查导管工艺性是否合理,实现了导管工艺性快速、准确审查,提高了导管制造合格率与审查效率,在实际导管加工过程中具有一定的使用价值。

基于自适应支持向量机的磨粒识别技术研究

通过对铁谱磨粒类型进行识别,可有效监测机械装备磨损状态,有利于尽早发现和消除故障隐患。对粒子群优化算法进行改进,采用改进的粒子群算法同时优化支持向量机的惩罚参数和核函数参数,建立了自适应磨粒识别模型。通过对磨粒样本进行仿真实验,识别正确率达到98%,并与BP神经网络方法进行对比,结果表明了该方法的有效性及优越性。

基于MBD零件工艺过程信息表达方法研究

为实现贯穿零件生命周期的三维数字化制造技术与信息管理,针对零件工艺过程信息表达方法现状。本文提出了一种以CAD软件CATIA为平台,面向零件加工工艺过程,基于MBD的零件工艺过程信息表达方法。该方案在CATIA环境中实现,建立由零件设计信息模型和零件工艺过程信息模型组成的综合信息模型。实现在工艺结构树上表达工艺信息,零件不同加工阶段关联各自的三维实体模型,方便工艺人员查看工艺过程,实现工艺路线可视化,真正达到无纸质工作指令的三维数字化设计与制造,最终建立一套产品工艺信息设计与管理一体化和工艺过程信息可视化的应用体系。

飞机焊接导管数字化制造技术研究

针对目前飞机导管在生产制造上存在的不足,为了缩短导管工装设计周期,提高导管工装定位的准确度和导管的制造精度,对飞机焊接导管数字化装配工装、自动焊接等关键技术进行了研究。采用数字化设计方法建立焊接工装的数模,通过孔定位方法实现导管焊接的定位和夹紧,通过坐标系拟合、焊缝跟踪和修正等完成导管间的自动焊接,实现焊接导管的数字化制造。

基于CATIA导管数控弯管工艺仿真技术研究

数控弯管加工过程中因导管空间位置不断变化使其加工轨迹和机床的碰撞干涉情况难以预测。为有效提高生产效率,避免机床损坏和材料浪费,需要对数控弯管工艺进行仿真验证。结合CATIA平台,以导管加工过程中的中间构型算法为基础,开发了数控弯管工艺仿真技术。该技术模拟了导管加工过程中的运动轨迹并能及时发现其中的碰撞干涉情况,在实际导管加工过程中具有一定的使用价值。

基于系统辨识的滑油试验台油温智能控制

针对航空发动机滑油试验台油温控制系统时变、时滞、非线性和难在线实时控制等问题,提出应用带遗忘因子的递推最小二乘法对系统参数在线辨识和遗传算法整定模糊PID初始参数的组合控制方案。通过matlab编程仿真,和常规方法整定的PID控制及模糊PID控制对比,结果表明,这种基于系统辨识的智能控制算法在系统的稳定性、抗干扰性及鲁棒性方面,明显优于常规控制算法。

基于型面节点的复合材料构件模具型面修正研究

针对复合材料在热压罐中固化变形造成的零件尺寸误差、带应力装配、降低疲劳寿命等长期困扰航空、航天工业的问题,研究复合材料固化变形的影响因素、作用机理等,并利用基准点的位置坐标,实现两曲面间的匹配,提出变形修正的算法和切实可行的修正手段,从而在模具设计时对模具型面做相应的补偿,减少试模、修模次数,实现复合材料固化变形的有效控制,达到复合材料精准制造的目的。

依托特征的压型模设计技术研究

在新机研制过程中压型模设计任务繁重、相似性零件压型模重复设计量大。采用传统的压型模具设计方法,压型模设计质量因设计人员经验不同而良莠不齐。针对该问题,对压型模进行了归纳分类,提出压型模的特征描述参数,建立了压型模特征参数数据库。提出了在CATIA环境下通过建立典型压型模具数据库和模具特征参数化驱动来修改图形数据与改变尺寸的方法,开发了压型模特征匹配检索模块和模具参数驱动模块,建立了依托于特征的压型模设计平台。充分借鉴现有压型模设计的典型结构和优秀设计方案,从而达到提高压型模设计效率、提高压型模设计质量和实现压型模有效管理的目的。

飞机三维AO文件快速构建方法研究

针对飞机数字化制造中三维装配大纲编制过程繁琐、信息提取困难、容易出错等问题,采用知识工程的理念和智能检索技术,研究了在MBD技术应用背景下快速构建三维AO的方法。对三维AO编制过程中快速获取MBD模型中工程信息的方法以及对制造资源、工艺知识库的快速引用方法做了深入研究,并在此基础上开发了AO快速构建平台,实现了三维AO的快速构建。

温度对电阻应变片测量精度影响的仿真研究

针对温度对应变片测试系统的影响,运用有限元方法对应变片的热输出进行仿真研究。从理论上分析了应变片在非常温情况下产生的热输出、温度补偿和测量的技术问题;运用Ansys Workbench中稳态热模块和稳态结构模块对WK-05-125BZ-10C应变计热输出中线膨胀系数方面进行求解;结合卡玛合金在不同温度下对电阻温度系数的影响,导出了该应变片的热输出。研究表明热输出的有限元计算结果与实验结果吻合较好。将仿真技术应用到应变片测试系统温度影响分析中,具有广泛的应用前景,研究结果为指导应变片测试系统的改进、优化和误差修正提供了依据。

半径确定的最小二乘圆拟合法在涡轮机匣检测中的应用

坐标测量中对几何元素的拟合一般使用最小二乘法,但在测点数量较少时测点的误差在很大程度上影响计算的结果。在最小二乘法的基础上,提出了一种通过较少测点拟合寻找圆心的改进方法 -半径确定的最小二乘圆拟合法。在圆弧对应测点较少的情况下,此方法能提高圆拟合的精度和可靠性。

钣金成形信息化发展关键技术

钣金成形广泛应用在航空、汽车、船舶等各个行业,而钣金成形信息化在钣金成形技术中起重要作用。钣金成形信息的存储方式、关联技术、信息规范技术、数据库技术、钣金成形信息共享平台技术、钣金成形信息的获取和利用技术,是钣金成形信息化的关键技术。通过这些关键技术规范钣金成形信息的表达、存储方式,建立完善的钣金成形信息平台,利用数据挖掘技术,为钣金成形技术人员提供钣金成形工艺方案、工艺规程、模具设计需要的充足的信息。钣金成形信息化技术的发展将理顺钣金成形信息的积累和利用,消除信息孤岛,提高钣金成形的整体工艺水平和工艺准备效率。

基于CATIA/CAA的快速布点技术研究

针对框、梁、壁板、翼肋、双曲面类机身蒙皮、模具型面等三坐标数字化测量前测量布点和数据准备效率低、布点规范性差和测量二维简图生成繁琐等问题,在典型测量特征的布点规则进行整理的基础上,提出了测量布点的算法。在CATIA的环境下,通过CAA二次开发,建立了测量布点平台,实现了框、梁、壁板、翼肋、双曲面类机身蒙皮、模具型面等零件测量点快速布置的功能,提高了测量点和数据的规范性,缩短了测量准备周期,在实际生产中有一定使用价值。

非对称翼型安装方式对垂直轴风力机性能影响的数值研究

采用滑移网格技术对非对称翼型正装与反装4°安装角状态下来流速度分别为8m/s和9m/s时的风力机工作情况进行了二维非定常数值模拟。利用输出转矩与给定转速计算得到风力机的功率,进而求得功率系数与实验值比较,结果说明在4°安装角时翼型反装能够很大程度的提高风力机的做功能力,在9m/s下功率系数可提高25%。通过流场分析得到翼型反装可缩小失速范围是功率系数提高的重要原因。