柔性工装综合实施效能评价指标体系构建方法

<正>为客观评估飞机数字化柔性装配工装的综合实施效能,进一步完善工装技术体系和提高数字化柔性装配技术水平,本文研究了柔性工装综合实施效能评价指标体系的构建方法。飞机数字化柔性装配工装是基于产品数字量尺寸协调体系的可重构模块化、自动化的装配工装系统。与刚性工装相比,柔性工装免除了装配中的专用固定型架、夹具,可缩短工装准备周期、减少生产用地[1-3],但     

以先进技术提升制造能力

在产品制造过程中的装配,不仅包括产品本身,还有工具和人的因素。真正把工装、夹具、场地、人员等环境因素全都考虑进去,这个装配才是真实的工厂里的装配。在数字化装配设计上,飞机行业已经有了很大突破。     

前进中的西飞集团公司技术装备分公司

西飞集团公司技术装备分公司(简称西飞技装分公司),是西飞集团公司研制工装的专业分公司,拥有厂房建筑面积4.8万平方米,固定资产累计5.6亿元,职工2 000余人,主要从事各类工艺装备的设计、制造及装配工艺研究,涉及模线样板、装配夹具、焊接及机床夹具、模具、模型、刀量具、锻造、铸造、地面维修设备等10个专业。建厂45年来,先后研制了国内外近30种飞机及国外转包项目的工装数十万套,为我国航空事业的发展做出了巨大的贡献,同时为西飞公司航空制造业走向国际化提供了必要的保证。飞机研制,工装先行。为加快工装研制速度,满足飞机研制需要,分…     

飞机数字化制造环境下的协调方法

数字化制造环境下,设计产生的数模在飞机装配协调过程中的应用技术和传统的模线样板协调技术具有很大的区别.在介绍了数字化标准工装概念之后,详细阐述了基于该概念的数字化标工协调方法及其在装配协调过程中的用途和用法,总结了装配过程中的数字化协调路线.并提出当前飞机装配生产环境下混合协调技术的合理性.     

管路组件可重构装配工装系统的定位器自动配置与性能分析

为解决航空航天管路组件的装配质量及效率问题,设计并实现了一套新型自动化可重构工装系统。为实现管路工装系统定位器的自动配置,首先基于D-H法建立了定位器的运动学模型,并以配置系统解析的管接头位姿参数为目标值求解出了定位器的配置参数,为管路工装模型的自动配置提供了数据依据。在此基础上,利用数值法求出了定位器的工作空间,并以工作空间的最大包络直径作为干涉圆直径提出了定位器的运动路径规划方法。然后,基于坐标变换理论和空间尺寸链方法,建立了定位器的定位误差模型,为定位器乃至整个管路工装系统的性能分析提供了理论依据。最后,以某航空发动机一套管路模型的自动配置和性能分析过程为例给出了应用验证。     

面向航空产品的装配工艺规划技术研究

装配工艺规划是影响航空产品装配质量和成本的重要因素。本文以航空产品装配中存在零件、工装多、装配工序复杂、精度要求高等问题为背景,研究数字化装配工艺规划中的装配信息建模;工艺组件划分与定义,包含工装、夹具、专用工具的装配顺序规划;基于VMap的装配路径规划;面向可达可拆卸的装配路径生成等关键技术。开发数字化装配工艺规划系统,并以某型飞机部件为实例进行验证。     

数字化装配工装工作状态监测评估及适应性控制技术

针对航空航天产品数字化装配工装定检周期难以确定、装配作业状态动态变化、人工误操作等因素引起的产品装配超差及装配周期难以保障等问题，为提升装配工装几何量、物理量感知及预测能力，以及保障装配质量的能力，对工装的工作状态感知/监测/评估及装配定位适应性控制技术进行研究。具体地，在工装作业前的定检与针对性维护、工装作业时的状态实时监控分析与稳定性评价、工装使用过程中的力位与多轴协调控制、产品装配超差的降低等方面，开展数字化装配工装测量传感规划、工装应变及精度预测、工装服役状态描述及稳定性评估、现场定位适应性控制等问题研究，并解析装配工装宏微观作业状态评估、面向装配精度保障的多末端精度协调等关键技术。最后以航空弱刚性壁板试验件的多点柔性装配为例，分析面向产品精准装配的工装定位精度保障、以及基于实际工况状态的工装适应性装配及壁板外形装配效果，为装配质量的精确与主动控制奠定工装基础。     

飞机部件级的数字化柔性工装设计

基于对数字化柔性装配技术的深入分析,结合数字化测量和误差补偿方法、工装模块化设计等,针对某型号飞机前襟翼装配,设计一套数字化柔性装配系统,该系统可以实现内外前襟及其左右对称件4个部件的数字化装配,为提高飞机前襟翼的装配质量稳定性和装配效率,缩短生产准备周期提供了保障,同时为飞机部件级数字化柔性工装设计提供了一个范例.     

飞机部件装配数字化柔性工装技术研究

面向新一代飞机机身部件数字化、柔性化装配需求,基于柔性工装技术,设计了飞机机身部件数字化柔性装配工装系统.通过研究数字化柔性装配工装及其相关技术,详细设计了柔性工装的机械系统,建立了基于现场总线技术的工装运动多轴控制系统,开发了柔性工装系统专用的装配数据生成软件.飞机部件装配数字化柔性工装的设计,为在国内推广应用柔性装...     

基于盒式连接和六足机构的翼盒水平装配可重构柔性夹具设计与验证初探

本文基于盒式连接和六足定位技术,提出并设计了一种面向未来翼盒水平装配的可重构柔性夹具的实现方案.首先采用CATIA建立了缩微型柔性装配夹具(工装)的三维模型.其次,对该夹具主要部件的强度,装配过程中的主要运动及安装中的测量工作进行了分析,初步验证了翼盒水平装配柔性夹具设计方案的可行性,为真实尺寸的夹具设计和验证提供了参...     

ν-gap度量及其在飞行控制律评估中的应用

 传统控制律评估方法主要用于单输入单输出（SISO）系统，且对模型参数摄动考虑不够全面,针对这些不足，研究了ν-gap度量方法。在介绍系统广义稳定裕度相关概念的基础上，给出了ν-gap度量的定义、特点和性质以及近似摄动模型的计算，提出ν-gap度量评估控制律的步骤。实例结果表明，该方法不仅克服了上述传统评估方法的缺陷，而且还有根据所求的各摄动影响情况忽略影响小的元素，以减少计算量及可以找到最坏情况下的参数摄动组合等优点。     

Integrated Entry Guidance for Reusable Launch Vehicle

A method for the implementation of integrated three-degree-of-freedom constrained entry guidance for reusable launch vehicle is presented. Given any feasible entry conditions, terminal area energy management interface conditions, and the reference trajectory generated onboard then, the method can generate a longitudinal guidance profile rapidly, featuring linear quadratic regular method and a proportional-integral-derivative tracking law with time-varying gains, which satisfies all the entry corridor constraints and meets the requirements with high precision. Afterwards, by utilizing special features of crossrange parameter, establishing bank-reversal corridor, and determining bank-reversals according to dynamically adjusted method, the algorithm enables the lateral entry guidance system to fly a wide range of missions and provides reliable and good performance in the presence of significant aerodynamic modeling uncertainty. Fast trajectory guidance profiles and simulations with a reusable launch vehicle model for various missions and aerodynamic uncertain-ties are presented to demonstrate the capacity and reliability of this method.     

基于飞机油箱模型形状特征油量测量切片步长选择方法研究

 在分析飞机数字式油量测量过程中目前广泛使用的切片法油量测量原理的基础上,针对现有的定步长切片法无法得到准确、可靠的燃油质量特性数据库的缺陷,结合对飞机油箱模型形状特征的分析,提出了基于飞机油箱模型形状特征的油量测量切片步长选择方法。此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程,整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等为目的来确定切片步长,以体现油箱模型截面整体变化规律;局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或尽可能接近的方式,突出油箱截面的局部变化特征。实验结果表明：该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库,从而提高了油量测量精度。     

The effect of inlet conditions on the flow and heat transfer in multiple rotating cavity with axial throughflow

This paper discusses experimental results from two different build configurations of a heated multiple rotating cavity test rig.Measurements of heat transfer from the discs and tangential velocities are presented.The test rig is a 70% full scale version of a high pressure compressor stack of an axial gas turbine engine.Of particular interest are the internal cylindrical cavities formed by adjacent discs and the interaction of these with a central axial throughflow of cooling air.Tests were carried out for a range of non-dimensional parameters representative of high pressure compressor internal air system flows(Re up to 5×106 and Rez up to 2×105).Two different builds have been tested.The most significant difference between these two build configurations is the size of the annular gap between the(non-rotating) drive shaft and the bores of the discs.The heat transfer data were obtained from thermocouple measurements of surface temperature and a conduction solution method.The velocity measurements were made using a two component,LDA system.The heat transfer results from the discs show differences between the two builds.This is attributed to the wider annular gap allowing more of the throughflow to penetrate into the cavity.There are also significant differences between the radial distributions of tangential velocity in the two builds of the test rig.For the narrow annular gap,there is an increase of non-dimensional tangential velocity V/Ωr with radial location to solid body rotation V/Ωr=1.For the wider annular gap,the non-dimensional velocities show a decrease with radial location to solid body rotation.      

二维翼段颤振的μ控制

 采用超声电机作为作动器来实现含控制面的翼段颤振鲁棒抑制。针对作者设计的二维翼段颤振主动抑制系统，通过理论与实验相结合的方法，建立了考虑沉浮方向阻尼和作动器模型参数不确定性的控制系统模型，设计了μ控制器，并对控制器做了降阶处理。数值仿真和风洞试验表明，μ控制器可有效地抑制颤振的发生，将颤振临界速度提高23.4%。相对于H_∞控制器，μ控制器的控制效果和鲁棒性更好。     

航空发动机管路测量数据分割方法

 为了提高航空发动机管路测量数据的反求建模效率,提出了一种区域增长分割算法。该方法主要是利用管路表面在曲面索引系数映射、主曲率映射、高斯映射上的特性,并基于均值漂移算法和遗传算法提出了区域分割算法中种子区域的选择策略。然后利用区域增长分割方法实现了对管路测量数据的分割。经过仿真和实测数据验证,所提管路分割算法具有较好的分割质量和效率。     

Abnormal Shape Mould Winding

为解决网格化芯模的缠绕问题,本文提出了复合材料面片缠绕机理;接着详细分析了面片缠绕过程中的芯模凹曲面上纤维滑线和架空现象,应用微分几何曲面理论和空间几何理论,提出判据及其解决方案;最后,针对飞机发动机进气道的缠绕成型,编制缠绕控制程序并进行相应的实验,验证了面片缠绕方法的可行性。     

Interfacial Properties Modification of Carbon Fiber/ Polyarylacetylene Composites

This work was dedicated to performing surface oxidation and coating treatments on carbon fibers (CF) and investigating the changes of fiber surface properties after these treatments, including surface composition, relative volume of functional groups, and sur- face topography with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atom force microscopy (AFM) technology. The results show that, after oxidation treatments, interfacial properties between CF and non-polar polyarylacetylene (PAA) resin are remarkably modified by removing weak surface layers and increasing fiber surface roughness. Coating treatment by high char phenolic resin solution after oxida- tion makes interface of CF/PAA composites to be upgraded and the interfacial properties further bettered.     

Thermal Stresses and Cracks During the Growth of Large-sized Sapphire with SAPMAC Method

本文利用有限元法对冷心放肩微量提拉法(SAPMAC)生长大尺寸蓝宝石单晶过程中的热应力进行了模拟计算,应用临界缺陷理论解释了裂纹的萌生与扩展机理。研究表明,晶体内的热应力主要与晶体生长速率,环境温度和结晶取向有关;较大热应力多出现在结晶界面,放肩、收尾以及直径急剧变化等位置;最大热应力总是出现在籽晶与新生晶体的界面附近。裂纹将在临界缺陷位置产生,并在应力作用下沿a或m面扩展。计算结果与实验结果基本吻合,通过晶体生长系统和生长工艺的改进,对晶体的开裂问题得到了有效的抑制。     

Optimization Design System for Composite Structures Based on Grid Technology

To solve the topology optimization of complicated multi-objective continuous/discrete design variables in aircmit structure design, a Parallel Pareto Genetic Algorithm （PPGA） is presented based on grid platform in this paper. In the algorithm, the commercial finite element analysis （FEA） software is integrated as the calculating tool for analyzing the objective functions and the filter of Pareto solution set based on weight information is introduced to deal with the relationships among all objectives. Grid technology is utilized in PPGA to realize the distributed computations and the user interface is developed to realize the job submission and job management locally/remotely. Taking the aero-elastic tailoring of a composite wing for optimization as an example, a set of Pareto solutions are obtained for the decision-maker. The numerical results show that the aileron reversal problem can be solved by adding the limited skin weight in this system. The algorithm can be used to solve complicated topology optimization for composite structures in engineering and the computation efficiency can be improved greatly by using the grid platform that aggregates numerous idle resources.