德国巨浪MPS型材加工中心在航空领域的应用

1市场需求在当今的工业生产过程中,有诸多领域要使用到各种型材,尤其是铝合金型材。以飞机为例,铝型材可用来制造机身结构的机框、长桁、横梁等;在机翼制造时同样会使用到长桁     

Ω长桁和T长桁的工艺对比分析研究

在飞机复合材料蒙皮类构件的设计制造过程中,早期设计阶段,对不同长桁结构进行工艺对比分析研究,有助于提高加筋壁板的结构性能、便于工艺优选、节约制造成本,实现面向制造的低成本最优化设计。针对飞机复合材料蒙皮与Ω长桁、T长桁共固化的典型结构,阐述二者的制造流程及工艺特点;从制造工艺、工时、花费、产品重量和抗冲击性能等方面,对比Ω长桁和T长桁的优缺点;提出在飞机设计制造的并行工程中进行不同结构工艺分析的方法。结果表明:Ω长桁相对T长桁,具有重量轻、抗冲击性能好等优点,但其制造工艺更为复杂,报废率高,制造成本较高。     

现役飞机铝合金型材的腐蚀分析及防护

对现役飞机结构中铝合金型材腐蚀特点和腐蚀机理进行了分析研究。结合实际维修工作中的经验，提出了飞机结构主体材料铝合金腐蚀损伤部位的修理方法及防腐蚀控制措施。高强度的铝合金是航空工业中使用比 较多的一种材料，主要用来制造飞机结构的承力构件，如飞机的机翼大梁缘条、口盖边框、机身或机翼上的长桁等。由于一些机型受恶劣使用环境的影响，在我国南方一些地区及沿海城市服役的飞机都不同程度地出现了腐蚀现象。如某型水上飞机的翼梁上、下缘条；某型飞机的翼梁腹板、平尾、机翼长桁、梁的缘条、平尾梁缘条等，这些用铝合金材料制…     

辊弯成型在国产客机上的应用

针对民用客机更高的抗疲劳性要求,飞机结构件（如长桁）大量采用钣弯型材。通过对辊弯成型的深入研究,提供了一种合理的适合飞机钣弯型材的工艺设计和加工方法,从而保证了钣弯型材的外在和内在质量,以满足民用客机的使用要求。     

先进拉挤成形技术及其在大飞机复合材料结构中的应用

采用先进拉挤成形技术制造复合材料梁、桁型材成为该类复合材料结构自动化制造的发展趋势。因此,先进拉挤成形技术及其装备的研制也成为先进复合材料型材自动化制造的重要课题。安全、经济、舒适、环保是大型飞机的重要指标,而经济性是决定大型飞机市场竞争力的关键因素。根据空客公司统计,结构重量每降低1%,     

型材下陷成形回弹补偿算法

下陷成形是一种适用于飞机长桁零件制造的成形工艺,成形后零件发生回弹,并且腹板上方缘条回弹量较大。因此,要在准确预测回弹量的基础上对模具型面进行修正,消除回弹对成形精度的影响。本文针对型材下陷成形提出了一种基于有限元计算的平整性修模与下陷深度修模结合的模具型面迭代修正算法,并应用该算法对角型材、角形带弯钩型材及Z字型材三种型材的下陷零件进行了修模计算分析。从对计算结果的分析中,证明了该回弹补偿方法具有计算精度高、收敛速度快的优点。     

2024和7075铝合金的加热成形

目前,2024和7075铝合金是西方国家飞机上的主要结构材料。因此,飞机上的许多大梁、长桁、立柱类零件都是由这些材料制成的。在我厂国外来料加工中,此类零件占有较大的比重。根据国外材料工艺规范的要求,2024和7075合金型材类零件上的下陷和一些局部弯曲要加热成形。为此,我们分析了国内外资料,研制了一套铝合金加热成形设备。通过工艺试验,在外协生产中采用了加热成形工艺,并将这套设备及加热成形的方法,推广到某机的生产中,取得了一定效果。     

民用航空含Ω型长桁复合材料加筋壁板制造技术研究

含Ω型长桁的复合材料加筋壁板由于其结构上的优势,在民用大飞机上被越来越多地采用。然而,此种类型的加筋壁板在共固化成型过程中存在Ω型长桁如何加压的问题,特别是在有严格的适航符合性审查要求的民用航空产品制造领域,进一步提高了制造难度。经过多次试验,最终采用薄壁橡胶气囊成型法制造出符合设计要求和适航要求的含Ω型长桁加筋壁板。     

长桁类零件CATIA V5三维建模方法

提出了一种在CATIA V5基本模块条件下作出飞机机身结构中长桁类零件的通用方法。给出了具体步骤；按此方法能够简单、快速地构造出大部分机身结构普通长桁类零件，提高设计效率。     

金属机翼长桁梢部拉伸试验研究

长桁梢部是飞机壁板设计中的关键细节特征,也是飞机壁板设计的难点之一。通过某型飞机下壁板长桁梢部结构静力拉伸试验,对长桁梢部的静力失效模式,传力特性进行试验研究,并对15°、30°和45°三种典型斜削角度的长桁梢部结构进行了对比分析。试验结果表明,长桁梢部在第一排紧固件位置以蒙皮剪切的形式破坏;应变分析表明长桁梢部在斜削段存在局部弯曲;三种斜削角度中,30°斜削角度最优。试验结果为某型飞机下壁板长桁梢部设计提供了依据。     

复合材料结构长桁端头设计

现代民用飞机结构中大量采用复合材料长桁,而其材料性能和工艺特殊性会导致在使用过程中经常出现长桁和蒙皮分离现象。为了提高脱胶起始载荷,通过有限元方法分别对长桁末端腹板斜削设计和增加长桁末端附近缘条面积设计进行研究分析,总结出了复合材料结构长桁端头细节设计诸多有意义的结论。     

金属蜂窝结构在某机上的应用

金属蜂窝结构与传统的蒙皮、长桁结构相比,具有重量轻、刚度大、抗失稳能力高等优点,因此近年来,随着结构设计方面的突破、有关新材料的相继出现和制造技术的提高,在飞机上得到越来越广泛的应用。本文仅就金属蜂窝结构在某机机身地板等方面的应用作一简单介绍。一、蜂窝结构地板的应用某机是小型多用途飞机,该机上的机身地板及货舱门均采用了蜂窝夹芯结构。某机的原型机地板是长桁、蒙皮的铝铆结     

大厚度机翼整体壁板成形工艺技术创新

事实证明,以铣代压创新之路是非常正确的,它既是替代压弯成形工艺的有效途径,也完全符合现代航空制造技术的发展方向。众所周知,大型固定翼硬壳式飞机机翼翼盒原来都是由蒙皮、长桁、肋、对接接头组成,再加上前、后梁等许多处于分离状态的零、组件装配而成的。随着用户对飞机的飞行品质及其使用的安全性、耐久性和低成本     

MB15镁合金型材表面桔皮对材料组织性能的影响

MB15变形镁合金是当今世界各国通用的航空结构材料,多用于飞机长桁、框板和隔板之类中等受力构件。该材料在我厂生产应用中,往往发现型材表面呈现桔皮(起皱)现象,并且型材在下陷成形制作零件过程中,其桔皮(起皱)现象隋着材料变形程度的加大而加重。但是镁合金型材技术标准YB632—66对此缺陷未做技术要求,因而常常由于型材表面桔皮(起皱)现象严重而导致零件报废。另外,据经验认为:材料表面的桔皮现象可能是材料内部粗晶组织的征兆,将导致机械性能的降低。为了探讨MB15镁合金型材表面桔皮(起皱)与内部晶粒度的关系及其对机械性能的影响,故做此试验。     

飞机长桁类零件工艺板坯数模的展开设计

飞机长桁类零件工艺板坯数模的精确展开设计对于提高加工效率、降低加工成本、节省原材料以及改善零件成形性能具有重要的工程意义。基于长桁类零件的结构特点和成形工艺,提出一种零件设计数模向工艺板坯数模的展开转换方法。通过建立局部笛卡尔坐标系,逐步对长桁的基础特征和局部特征进行展开转换,最终将零件设计数模展开为适用于三坐标数控加工的工艺板坯数模。同时,通过在展开转换过程中对零件成形过程中产生的延展变形进行前置补偿,有效避免了零件的超差或报废。     

典型飞机壁板结构的抗屈曲优化设计与试验验证

加筋壁板是飞机机身和机翼中常见的典型承力结构,其在轴压和机身弯矩载荷作用下极易发生屈曲失效,严重制约飞行器安全性能与服役周期。飞机结构静强度校核时多采用经验公式进行工程计算,其中加筋壁板结构承载能力的工程计算与机身框结构端部支持系数的选取密切相关。现有飞机型号研制中端部支持系数的选取通常较为保守,结构安全裕度大、质量冗余,阻碍了飞行器轻量化水平的进一步提升。为此,首先基于欧拉长柱失稳理论,建立了基于切缝法的典型飞机壁板结构端部支持系数仿真计算模型;同时深入分析了端部支持系数与加筋壁板结构和支撑框段的耦合作用关系;进一步地,分析了框、长桁等结构特征参数对端部支持系数的影响规律,并分别开展了框、长桁-蒙皮以及框-长桁-蒙皮协同优化的飞机壁板结构抗屈曲设计;最后,基于增材制造缩比样件和轴压屈曲试验,验证了典型壁板结构抗屈曲优化设计方法的有效性。所建立的仿真分析模型和优化设计方法实现了飞机壁板结构抗屈曲性能的有效提升,对进一步提升飞机性能指标具有重要意义。     

复材长桁与钛合金接头超差对连接强度的影响

针对复材长桁与钛合金接头因制造缺陷无法正常连接的情况,设计了正常连接、长桁立边失效连接、长桁自由边失效连接3种连接形式的对比试验,并采用有限元分析了超差连接情况下结构的破坏模式与破坏载荷的变化规律。结果表明:3种连接形式结构的破坏模式一致,均在蒙皮预制裂纹处沿着45°纤维方向破坏;不同连接形式对连接刚度基本没有影响;长桁立边失效对连接强度影响较小,破坏载荷下降5.31%;长桁自由边失效对连接强度影响较大,破坏载荷下降22.13%。长桁自由边失效是最严重的失效情况。     

大型飞机零件展开工艺模型设计技术研究与应用

快速准确的飞机零件展开工艺模型设计技术对于缩短大型飞机的研制周期,提高飞机研制性能以及促进现代飞机制造技术的发展具有重要意义。本文介绍了整体壁板展开工艺模型的设计流程及其关键技术,对比了长桁、机身蒙皮和复杂钣金件的传统制造工艺和基于展开工艺模型的制造工艺,并分析了工艺方法演化过程中的一些技术问题。     

平面弯曲型材钻孔机

平面弯曲型材钻孔机是一台制造飞机平面弯曲型材零件导孔的自动化专用机床。飞机平面弯曲型材零件导孔原来的加工方法是:零件按钻孔样板用铅笔划出定位点,或用冲子     

热压罐工艺帽型加筋壁板长桁胶接变形问题

采用"干长桁+湿蒙皮"共胶接工艺制造复合材料帽型加筋壁板零件时，发现长桁在胶接固化后普遍存在压塌式变形及胶接面胶层厚度不均匀的现象。为改善上述问题以实现复合材料帽型加筋壁板的高精度成型，通过试验件的制造和检测收集了长桁胶接前后的变形数据及胶接后的胶层厚度数据，分析了长桁在热压罐中胶接时的受力状态及导致长桁变形的主要原因，并采用有限元模拟对分析进行了验证。结果表明：帽型长桁在胶接后确实发生了压塌式变形，长桁胶接时帽顶R区的内外压力差及长桁缘条侧边加压不充分是导致变形的主要原因。将长桁缘条侧边倒成斜边或可减小这种变形的程度。