面向飞机的装配方案索引技术

现代飞机设计多为改型设计,其装配方案具有一定的相似性。因此,在装配工艺规划工作中采用基于实例的推理技术,是有效利用以往设计经验和知识,实现产品快速研制的一种有效途径。本文在飞机产品结构特点和单元分解方法分析的基础上,提出一种对飞机零件进行分类的BP神经网络索引方法,用以支持飞机装配方案的获取。     

基于CATIA装配件位置信息提取与重构技术研究

工艺人员处理基于全三维信息模型大型装配件的全部信息比较困难,需要将有用的零件信息和装配位置信息提取出来然后装配成小的装配体.结合CAA/CATIA二次开发平台,提出了可以提取出零件信息和零件位置信息并帮助工艺人员准确重构装配体的方法,保证了零件位置信息准确性和零件装配信息的准确性.该方法提高了装配工艺质量和效率,在实际飞机制造过程中具有一定的使用价值.     

基于连接关系稳定性的子装配体识别

产品装配序列规划问题是一个典型的组合优化问题,在求解过程中容易导致组合爆炸。通过将复杂的产品划分成一个个合理的子装配体,可以有效地解决装配序列规划搜索空间过大的问题。本文以产品连接关系图为基础,通过研究产品各个部件之间的连接关系,对连接关系的稳定性进行分类,基于连接关系稳定性建立权重连接关系图,进行子装配体的划分;同时,根据子装配体功能和结构的相似性,构造相似子装配体。本文所求得的子装配体具有较好的稳定性和均衡性。     

基于割集的装配顺序生成方法

基于PADL—2实体造型系统,采用增量干涉检测法,得到装配零件间的连接函数及移动函数,进一步求得装配产品的零件连接图。利用图论的割集法,经装配的几何可行性判别后,得到所有可行装配顺序的与／或图表示。     

2.1装配应力产生过程2.2装配应力对强度影响分析

飞机装配本质上是按照设计和技术要求,将大量飞机零件和紧固件进行组合、连接,逐步装配为组合件、部件及整机的过程。由于零件数量巨大、构型多样,装配关系复杂,而且,由于零件加工过程尺寸公差、装配过程中的形位公差,零件加工过程中残余应力释放,在飞机主机装配过程中,各类误差累积,导致结构间存在装配间隙。在紧固件作用下,产生装配应力。装配应力作为预应力一直存在于飞机结构中,改变结构应力状态,使其偏离设计点,进而影响飞机结构完整性,甚至危及飞行安全。本文基于飞机结构应力状态,分析了装配应力对结构强度的影响,主要在于降低疲劳寿命和导致应力腐蚀开裂两方面,并进行了试验验证。试验表明,随着装配间隙增加,结构产生应力腐蚀裂纹概率及裂纹数量急剧增加,实际工程中,应考虑工艺水平及成本等因素,严格控制装配间隙以降低由此产生装配应力影响飞机结构强度品质。     

基于坐标系转换的CATIA自动装配方法

简述了CATIA装配中零件位置的坐标系表达以及坐标系转换的计算方法。描述了通过零件模板标识零件装配特征的方法。提出了一种基于坐标系转换的CATIA自动装配方法:将零件的装配特征用坐标系表示,利用零件装配特征坐标系之间的转换关系,计算零件从原始位置移动到装配位置的转换矩阵;通过将零件的原始位置坐标系与转换矩阵相乘,得到零件的装配位置坐标系,从而实现零件的自动装配。该方法可以提高CATIA装配设计效率。     

面向MR远程协同任务的实物虚拟化方法研究

混合现实（Mixed reality,MR）技术的飞速发展为装配场景中的远程协同任务带来了新的可能。作为MR协同系统的前置环节,实物虚拟化的主要任务是为用户浏览与交互提供可靠的模型支撑与虚实融合关系。现有方法无法同时兼顾装配零件细节高还原度、低虚拟化成本的目标。本文提出了一种基于模板匹配和点云配准原理的零件模型精密恢复方法,针对MR远程协同过程中的任务相关零件,首先通过基于背景差分与八叉树空间检索的背景点云分割以及基于超体素的前景粘连点云分割获得零件点云相关的先验信息来分割模板匹配感兴趣区域ROI,解决了原始LineMod算法抗遮挡性弱、模板比对效率低的问题,完成了对零件点云的识别匹配和位姿粗略估计;然后利用ICP算法进一步优化估计的位姿,求解相关零件在重建点云模型中的精确位姿;最后根据此位姿,用高精度的零件CAD模型替换3D重建点云场景中的零件重建点云模型,最终实现对共享MR协同场景的实物虚拟化。通过对复杂装配场景中的多种零件进行实物虚拟化试验,证明了本文方法能够准确识别零件点云,实现精确的实物虚拟化,在MR远程协同任务中具有重要的实用意义。     

基于产品全生命周期的工艺信息模型

工艺信息模型是工艺数字化系统的基础,是实现产品信息集成与管理的关键。本文提出了完整意义上的工艺设计,包括基于产品的装配工艺规划、基于零件的加工工艺规划和基于客户服务的产品服务工艺规划;分析了工艺规划与产品全生命周期各阶段的关系;论述了产品设计模型向工艺信息模型的转化过程。     

飞机薄壁钣金零件铆接过程变形建模与仿真(英文)

铆接是飞机薄壁钣金零件装配连接的最重要方式之一,有效分析和预测铆接过程变形对提高飞机铆接结构的性能、疲劳和损伤至关重要。本文研究了薄壁钣金零件铆接变形的数学模型并进行了仿真分析,首先基于力学理论建立了铆接结构的弹性变形、塑性变形和回弹的力学模型;其次针对两个铝合金薄壁钣金零件的铆接过程,采用ABAQUS系统对实例进行了仿真分析,并对力学模型计算结果与仿真分析结果进行了比较,实例分析与比较证明了本文提出的模型的正确性和有效性。     

曲面薄壁零件柔性装配定位系统设计与实现

针对曲面薄壁零件装配过程中存在定位难、易变形的问题进行了研究,建立了基于多点技术以及数字化虚拟装配技术的曲面薄壁零件柔性装配定位系统,实现了薄壁零件定位可靠、不易变形的柔性装配。研究提出了曲面定位点坐标的求解方法,并按照该方法提取工件曲面的几何信息,确定装配定位点,将定位点的坐标转化为定位系统的坐标,形成坐标转换矩阵,将转换矩阵中坐标的位移量转化为伺服电机的转动量。研究结果为更有效解决柔性工装的优化设计问题提供了必要依据。     

航空发动机套齿动态装配间隙非概率优化设计

为解决航空发动机套齿动态装配间隙的响应问题,在考虑动态变形和参数不确定性的情况下,将1种非概率区间分析方法与Kriging响应面模型及响应面优化方法相结合,对套齿初始装配间隙进行了可靠性优化设计。以某刚性套齿联轴器作为数值算例,在确定性设计的基础上,考虑机械载荷、热载荷、材料参数的分散性,运用区间分析方法得到了动态装配间隙的响应范围,利用非概率可靠性指标对初始装配间隙进行了优化设计。与确定性设计相比,优化设计提高了结构的可靠性;与概率设计相比,优化设计降低了对不确定参数的信息要求。验证了非概率方法解决装配对象不确定性结构响应问题的可行性与适用性。     

基于知识图谱的装配语义信息建模

针对总成产品的装配数据通常分散于CAD模型与装配工艺文档中,因而不同类型的装配语义信息由于异构性无法相互关联的问题,基于知识图谱提出一种面向装配语义信息的建模方法,结合传统的数据映射与人工智能中的自然语言处理技术,实现了CAD模型的几何信息与装配工艺文档中工艺过程信息的智能集成.首先阐述了不同层次的语义特征在基于知识图...     

面向飞机装配精准定位的状态感知技术

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。     

冲击载荷下单螺栓连接结构力学行为试验与仿真研究

基于霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)装置,对发动机结构设计中广泛使用的螺栓连接结构开展了冲击试验,研究了冲击载荷作用下单螺栓结构的承载能力、损伤模式和失效机理,掌握了冲击速度、预紧力、装配间隙的影响规律.在瞬态显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA中,对单螺栓连接结构...     

军用小涵道比发动机的飞发安装连接研究

针对军用小涵道比发动机飞发安装连接问题,通过分析现役典型战斗机的飞发结构特点,研究了不同主、辅安装节的连接结构及其特点,总结归纳了钻山洞、滑轨和吊挂3种飞发安装方式的装拆特点和承力特性,结合典型的飞发连接结构和安装方式的搭配应用形式,对比分析了不同系统的特点,得出飞发安装连接系统需综合考虑飞机与发动机相关因素而制定和优化匹配的方案,对飞发安装连接系统的发展方向进行了分析预测。     

民用飞机后压力框与机身连接的结构研究

民用飞机后压力框与机身连接的结构方案主要有两种,详细介绍了两种连接方案的结构构型以及各方案的优缺点,并从后压力框外形曲面的设计、结构的选材、质量、装配和维护空间以及系统在后压力框站位的通路等方面对两种连接方案进行分析和总结,为民用飞机后压力框与机身的连接设计提供参考。