航空制造技术

专稿

  • 基于数字孪生的智能脉动管控

    赵阳;伏晓露;廖庆妙;刘庆华;邬涛;

    为提升飞机总装脉动生产线智能化水平,开展了基于数字孪生的智能脉动管控研究。基于数字孪生五维模型理论构建了飞机总装脉动生产线数字孪生应用架构,从反应式计划调度、物流精准配送、智能作业指导、产线健康监视、资源迭代优化配置5个方面开展了技术研究,为复杂产品装配的智能制造应用提供参考。

    2020年Z1期 v.63 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]

封面文章

  • 基于MBSE的飞机大部件智能装配能力建设方法

    刘顺涛;邱世广;

    飞机大部件智能装配能力建设涉及领域多、范围广,多学科、多专业交叉融合特点显著,是一项复杂的系统工程。近年来,飞机智能装配能力建设已实现相当程度的单点技术突破与应用,但并未达到全局最优,亟需采用科学的方法对智能装配体系能力建设进行整体规划与全局优化。提出采用基于模型的系统工程(Model-Based Systems Engineering,MBSE),科学开展飞机大部件智能装配体系能力建设的方法研究,逐级明确、细化智能装配能力建设需求与技术方案,构建相对应的数字模型并采用仿真技术进行不断验证、迭代优化,最终实现智能装配能力效能的最大化。

    2020年Z1期 v.63 22-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]

论坛_智能装配

  • 可移动柔性工装对接稳定性研究

    王巍;林博文;

    随着航空工业的快速发展,传统飞机工装已经不足以满足实际生产过程中的需要。因此,为提高生产效率,实现智能化装配过程,数字化柔性工装成为飞机工装制造的主流发展方向。通过对工装本身设计特点所需体现的关键测量特性进行控制,结合数字化测量设备坐标系建立与拟合的原理,完成可移动柔性工装在移动过程中的对接稳定性研究,进而提高飞机的测量精度和装配效率。

    2020年Z1期 v.63 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
  • 工艺模型驱动的物料动态精准配送技术

    郭洪杰;

    针对飞机装配车间传统"领料式"物料配送存在的弊端,提出了一种工艺模型驱动的物料动态精准配送方法,构建了飞机装配车间物料精准配送管理系统,阐述了系统构建涉及的关键技术难点,采用基于模型的三维可视化消耗式BOM重构方式,建立与设计了模型动态同步精准的MBOM工艺模型,利用RFID技术的优点实时获取物料信息,通过i GPS系统引导AGV物料运输平台来实现装配站位物料的高精度配送。

    2020年Z1期 v.63 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
  • 面向飞机装配精准定位的状态感知技术

    李西宁;支劭伟;王悦舜;王守川;

    状态感知、实时分析、自主决策、精准执行是航空智能制造的特征。总结影响飞机部件装配单元定位精度的多种因素,并结合感知技术发展,深入分析部件装配单元的可感知因素及其获取方式,确定了部件装配单元可感知的关键要素:装配现场温度、定位器所受载荷、定位器位移、产品位姿。结合飞机机翼装配单元,设计感知信息获取方式。通过模糊优选方法,构建传感器型号优选模型,完成部件装配单元传感器选型。通过传感器测量偏差平均化的方法,构建多种类、多数量的传感器布局模型,确定部件装配单元传感器的数目与位置,完成了传感器布局设计。基于多传感器信息融合方法,设计多传感器信息融合模型,对感知的多源异构信息进行融合处理,并通过构建状态感知模型,实现对部件装配单元定位状态的直观表达。

    2020年Z1期 v.63 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
  • 基于等概率随机法的航空发动机转子叶片排序优化

    徐广庆;白彦;孙惠斌;付玄;张纲;彭清;常智勇;

    对于盘片分离的航空发动机转子,叶片排序影响初始不平衡量,容易导致振动超限。在转子装配环节,精准、高效的叶片排序优化对于提高装配质量和效率有重要意义。针对此问题,基于单个叶片的质量矩模型,建立单级转子初始不平衡量模型,提出叶片排序优化的目标函数,研究一种基于"等概率随机"的搜索算法,实现在资源、时间消耗和优化效果之间取得平衡。仿真和验证结果表明,该研究方法可以精准、高效地优化叶片装配排序。与传统方法相比,单级转子的初始不平衡量大幅降低,转子的装配品质得到极大提高,已在实际生产中取得显著的应用效益。

    2020年Z1期 v.63 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
  • 航空发动机脉动式装配生产线工艺仿真关键技术研究

    连宇臣;徐尧;李琳;张渝;周烁;

    面向国内民用航空发动机总装批产能力建设的需求,对标国内外先进脉动式装配生产线的研发进度和实施状态,在建设规划阶段,提出了脉动式总装生产线的工艺仿真方案。阐述了脉动式总装生产线工艺仿真的主要技术内容和关键技术方向,重点对关键技术的解决方案和实施途径进行规划,包括装配网络图建模及优化、车间工艺布局及生产仿真、基于二三维关联集成仿真的虚拟产品制造,最后对脉动式生产线数字孪生体进行了展望。

    2020年Z1期 v.63 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]

走进科研

  • 产学研用创新 服务机床行业——机械工业数控机床优化技术重点实验室

    逸飞;

    数控机床产业是关系到国家战略地位和体现国家综合国力的重要基础性产业,其制造水平高低和拥有数量是衡量一个国家工业现代化程度的重要标志。机械工业数控机床优化技术重点实验室于2010年12月由中国机械工业联合会批准建立,依托单位为上海理工大学。实验室通过产学研紧密结合的方式,围绕数控机床设计与加工工艺领域的关键共性技术,基于现代设计技术与机床动态性能分析与检测技术,以缩短设计周期、减小装备制造费用、提高装备性能为目标,开展关键技术研究工作。

    2020年Z1期 v.63 64-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]

研究论文

  • 椭圆振动切削加工的同步控制研究

    霍建强;张臣;王晓雪;甘晓明;石晗;

    利用椭圆振动切削加工的回转体表面微织构是在机床主轴旋转、平台进给和装置椭圆振动的联合运动下得到的,机床主轴转动与装置位移输出如果不能保持完全的实时同步,会造成微织构加工的偏差。为了解决这一问题,提出了一种新的基于转角的同步控制方法,该方法在主轴的对位基准处实现装置正弦信号的复位,以修正转速漂移造成的加工位置误差,并通过判断主轴角度信号实时输出对应幅值电压来实时同步信号输出和机床旋转运动。基于LabVIEW FPGA搭建同步控制模块,经试验验证,利用该方法加工的矩形阵列微织构轴向排列与中轴线平行,与周向排列的夹角和仿真结果的偏差不超过0.1°,织构深度随转角的不同发生预设的变化,因此,同步控制方法具有实时同步控制椭圆振动切削装置的能力。

    2020年Z1期 v.63 66-72+93页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
  • 基于负载变化的超声振子电学性能试验研究

    刘礼平;张朋朋;朱学明;

    针对超声波加工中振幅衰减和振幅不稳定现象,通过超声振子的静态加载试验,分析了轴向与径向加工负载力对超声振子电学特性的影响规律,以及超声振子电学参数的变化对超声振幅的影响机制。结果表明,超声振子的电学参数在径向负载力与轴向负载力的影响下有相似的变化趋势,即超声振子谐振频率与动态电阻随着负载力的增加而单向增大,动态电感与动态电容有相反的变化趋势,二者的综合效果使谐振频率随着负载力的增加而增大,静态电容在一定范围内波动,当超声振子所受的负载力增大到一定值时,超声振子的低频谐振点会消失。依据理论分析与试验研究结果,提出了改善振幅衰减和振幅不稳定现象的措施。

    2020年Z1期 v.63 73-80+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
  • 充液成形技术在航天火箭整流罩成形中的应用

    杨声伟;于弘喆;张淳;李继光;田恕;郎利辉;宁军;

    基于充液形成工艺的航天火箭整流罩零件,通过数值模拟的分析与试验结果进行对比,证明了数值模拟可以给试验提供正确方向,也说明数值模拟的准确性。根据现场的试验情况,基于实际制件过程出现的一些缺陷,调整液室压力与压边力加载曲线,根据零件的拉深高度进行合理匹配,最后达到控制整个冲液成形过程的起皱和破裂的问题。实现了充液拉深工艺在大尺寸薄壁整流罩构件上的工艺升级,大大提升了零件的表面质量,从而可以解决传统落压工艺的多道次拉深工序、多道次退火及多道次敲修导致的零件变形与表面质量差等问题,从而保证零件在生产过程中表面质量和成形精度的控制。

    2020年Z1期 v.63 81-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
  • 激光3D打印铁基块体非晶复合材料

    张月媛;黄国坤;吕云卓;

    Fe基非晶合金因强度高、硬度高、软磁性能优异等优势,得到人们极大关注。然而,目前实验室和工业领域利用铜模铸造法所能制备的Fe基非晶合金尺寸仍然较小,这严重制约了Fe基非晶合金作为结构材料在工业领域的实际应用。激光3D打印技术的出现为解决上述问题提供了难得的契机。然而,目前国内外的研究中,利用激光3D打印技术制备Fe基非晶合金存在较为严重的裂纹,所以无法利用该技术成型大尺寸的样品。在Fe基非晶合金中引入塑性较好的第二相来吸收热应力,防止在激光3D打印过程中发生开裂,能成功打印出大尺寸的Fe基非晶合金复合材料。通过上述方法成型的大尺寸Fe基非晶合金复合材料,宏观上没有裂纹发生且成型性良好,但微观上仍在局域发现微小裂纹。由于Cu将Fe基非晶合金包裹在中间,所以这些局域的微裂纹没有扩展,也没有贯穿整个材料,打印的Fe基非晶合金复合材料成型性没有受到较大影响。

    2020年Z1期 v.63 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
  • 航空轴承钢的发展及热处理技术

    刘洪秀;于兴福;魏英华;刘天明;高悦;

    随着航空航天技术的发展,轴承钢的种类和承温能力逐渐提高。而轴承钢的热处理技术对轴承钢的服役寿命及轴承性能的发挥起着关键性的作用,我国航空航天轴承的热处理技术一直处于发展阶段,与国外轴承钢的热处理技术相比仍有一定的上升空间。搜集国内外轴承钢相关的热处理文献,总结了国内外航空航天轴承钢及热处理技术的发展。主要论述了GCr15、8Cr4Mo4V、G13Cr4Mo4Ni4V等轴承钢的热处理技术,介绍了GCr15轴承钢的马氏体等温淬火、贝氏体等温淬火、马氏体+贝氏体混合等温淬火组织,详细介绍了国外M50轴承钢的热处理工艺方法、工艺参数及获得的热处理组织。

    2020年Z1期 v.63 94-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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