基于协进化的管路系统智能寻径

在航空发动机外部管路敷设过程中,多条管路路径之间存在相互影响,并最终影响管路的整体最优路径。本文在遗传算法的基础上采用协进化的思想研究多条管路同时敷设的方法,提出各条管路分别以遗传算法进行路径寻优,管路之间以协作度衡量管路系的质量的方法。并在二维凸多边形障碍物的情况下验证了算法的可行性。      

复杂管路系统敷设软件工具研制

以SGI工作站为硬件平台 ,以UGⅡ 13.0为软件开发平台 ,采用C语言编程 ,进行了计算机辅助敷管工具研制。首先分析了现代航空发动机管路系统的特点 ,提出了创建模型及元件库管理、创建路径及生成管路、编辑路径及数据统计三大功能模块 ,介绍了 15种管路敷设软件工具功能 ,最后用开发的软件工具在模拟的发动机电子模型样机上进行了典型管路敷设 ,证明本软件工具具有工程实用性     

管路系统计算机辅助设计方法研究

为进行计算机辅助管路系统敷设,本文归纳出9条管路CAD规则,探讨了3种管路敷设方法。为满足管路设计规则,根据管路系统的复杂性和计算机辅助敷设的特点,本文提出了先敷设粗管再分区敷设最后解决跨区域管路的WRS法。它按照先重后轻、先短后长、先难后易的敷管原则,体现了局部最优从而达到全局最佳的原理。文中着重介绍了该方法的思路,并结合在电子模型样机上的敷管实例及过程,分析了该方法的特点。      

三维复杂管路的计算机辅助敷管系统总体设计

本文根据航空发动机外部管路敷设的要求,对三维空间下复杂管路计算机辅助敷管系统进行了总体构想,并建立了相应的模型。文中提出了管路敷设软硬件平台的选择依据,着重就UGⅡ作为敷管软件开发环境进行了论述。本文还分别对交互式敷管和智能型敷管软件系统的功能和特点做了详细的分析。     

计算机辅助三维复杂管路敷设研究

本文以航空发动机中的复杂三维管路系统为例研究和建立了计算机辅助基于模型的管路设计系统。系统以自定义的管路对象为基础,通过常用的四种布管逻辑实现了在发动机单一形状机匣和不同形状机匣上的管路敷设。同时还提供管路属性和形状的编辑以及对相应管接头的智能化响应、干涉检查和间隙检查等。此管路系统也适用于汽车、石油、化工等领域的管路布置。     

充液弯管固有频率试验与计算分析

针对航空发动机管路固有频率的影响,通过对2种材料、8种直径的L型发动机弯管在充入燃油、滑油等不同条件下进行了大量自由态固有频率试验,分析并得到了管路材料、直径、油液质量等参数对发动机充液弯管固有频率的影响规律.采用ANSYS软件管单元方法进行了相应的固有频率有限元计算.通过与试验结果对比分析,验证了用管单元计算方法替代大试验量的高效性和适用性,可为今后的发动机管路敷设工作提供一定的参考.     

基于规则的航空发动机管路布局系统研究

为了提高航空发动机管路布局的质量、效率和自动化程度,从而得到优化的管路布局方案,本文提出了基于规则的管路布局方法,并用一个原型系统验证了方法的有效性.     

管路系统敷设的并行工程模型研究

提出了一种应用于并行工程模型转换研究的标号法,该法是将现行串行设计过程（Ａｓ－ｉｓ）转换为并行设计过程（Ｔｏ－ｂｅ）。本文应用该法将发动机外部管路系统敷设过程模型进行了串并行转换,应用并行工程过程重构的手段,得到了管路敷设并行过程模型,文中对该模型进行了详细分析。最后对转换前后的模型进行了时间效益分析,得到了对敷管工程有指导意义的结论。     

发动机外部管路系统的计算机辅助敷设研究

根据发动机外部管路敷设的要求, 设计了计算机辅助敷管系统, 提出了管路敷设软硬件平台的选择依据, 论述了基于微机ＭＤＴ软件和基于工作站ＵＧⅡ软件的不同软硬件系统的优势与不足。对计算机辅助敷管系统做了总体构思, 并对交互式敷管和具有智能的敷管系统其功能分别做了较详细的论述。最后给出了在计算机上进行敷管的示例验证, 证实了进行计算机辅助敷管的可行性     

基于UGⅡ的管路三维元件库的建立

介绍了基于UGⅡ的三维元件库系统,具体描述了建立元件库的要求、元件库的体系结构、元件库的建立方法。通过分析航空发动机140余种管路元件的形状特征,提取表征元件的关键参数,获取相似元件的样板模型,并归纳和建立了包括28类零件库的元件库,为计算机辅助三维管路敷设奠定了基础。     

基于点云数据的发动机管路最小间距计算方案

为检测整机发动机管路是否满足最小间距的设计要求,提出了一种基于点云数据的发动机管路最小间距计算方案,方案包含5个步骤:①从点云数据中划分出不同管路的数据;②基于管路点云数据的空间分布构造等间隔栅格,计算栅格中心点作为管路的趋势线数据;③在管路各趋势线数据点位置上构造垂直平面,将管路点云数据投影到最近的垂直平面上,获得各个垂直平面上呈圆弧状分布的投影点数据;④对各垂直平面上的投影点数据进行最小二乘圆拟合,得到拟合圆圆心及其半径值,将拟合圆圆心作为管路中心线数据;⑤采用遍历法计算两条管路中心线数据的最小间距,中心线最小间距分别减去两条管路的半径值则得到两条管路的表面最小间距。通过12条管路验证了方案的准确度。实验结果表明:管路最小间距偏差在-0.35~0.46mm之间,管路半径偏差在-0.08~0.22mm之间。该方案的实施有助于管路间距数字化检测的实现,且方案的计算结果具有较好的鲁棒性。      

基于UGII的管路三维元件库的建立

介绍了基于ＵＧＩＩ的三维元件库系统，具体描述了建立元件库的要求、元件库的体系结构、元件库的建立方法，通过分析航空发动机１４０余种管路元件的形状特征，提出表征元件的关键参数，获得相似元件的样板模型，并归纳和建立包括２８类零件库的元件库，为计算机辅助三维管路敷设奠定了基础。     

某发动机管路的敷设及其加工工艺分析

某发动机管路在敷设取样加工导管的过程中采用合理的加工方法，统筹计划，科学分析并改进加工过程，使导管组件弯曲、焊接很难控制的问题得以有效解决，满足了生产需求。     

航空发动机管路系统数字化设计

本文介绍了基于数字样机的全新管路系统设计。通过构建规范化的数字样机，借助研究开发的规范、应用程序、数据库，实现了发动机结构参数提取、空间数据管理与分析、管路路径生成与路径快速更新。借助标准件库实现面向加工与装配的全新设计模式，达到了设计的高速、高质量和低开发成本等多个目标。     

金属软管在航空发动机上的应用

针对发动机管路制造偏差和运动位移的补偿要求,对金属软管在航空发动机上的应用进行研究。根据金属软管的系统、结构尺寸、接口参数和位移补偿,采用样条曲线对软管路径进行拟合,并运用有限元求解变形后的路径形状的计算方法对金属软管的长度和补偿工作条件下的曲率半径进行了分析。结果表明:金属软管的管形变化可满足发动机位移补偿要求,并为金属软管在某型发动机上的应用提供依据。     

EWIS线束敷设路径自动规划

在飞机线束EWIS设计阶段中,线束综合成为飞机线束设计中非常重要的一环。线束的综合程度越高、全机综合线束数量越少越有利于线束的敷设安装与生产制造,更有利于后期的维护与改造升级。文中提出一种利用常用的Excel VBA脚本语言,对CATIA进行二次开发,通过全机可用敷设线束通道以及设备之间的互联关系,运用常用的Floyd最短路径算法,完成线束的最优路径规划。线束综合设计人员可以以自动规划出的敷设路径作为参考,结合EWIS在设计时需要遵循的规则,规划出线束的最短敷设路径。该方法有助于飞机EWIS线束综合设计以及减轻全机线束敷设质量。     

航空发动机管路振动应力原位抑制试验

为解决航空发动机管路振动应力超限问题,提出航空发动机管路振动应力原位抑制概念,制定了管路振动应力原位抑制流程,提炼出基于管路基本管型、卡箍基本约束方式的振动应力原位抑制方法;结合发动机整机试验,对管路系统振动应力测试截面、试车程序进行了分析,并将所建立的分析流程和方法应用到某型发动机管路系统设计和试验中。结果表明:振动应力原位抑制后的管路系统承受住了实际工作环境的考验,验证了流程和方法的有效性;管路两端管接头焊接处、与附件相连接头处、刚性接地卡箍处,是应力较大的区域,应进行重点监控;采用3 min试车方案可在保证测量数据准确有效的前提下,降低测试成本并提高1倍的测试效率。管路振动应力原位抑制流程和方法可为航空发动机管路系统的设计、振动应力测试及抑制提供参考。     

发动机机匣弧面不规则管路的布局参数多目标优化设计

管路布局优化是降低发动机管路振动应力的重要手段,提出了一种发动机机匣弧面上不规则管路布局参数的多目标优化设计方法。从发动机机匣弧面的U形管路出发,建立了具有复杂布局走向的不规则单管路的参数化建模方法。分析了布局参数对管路的危险固有频率、多点激励响应的灵敏度。综合考虑错频和最大响应等多个目标,采用多目标遗传优化算法,对不规则管路的布局参数实施了优化设计。结果表明:管形布局优化设计效果显著,错开了两个危险固有频率禁带;管路结构在相同激励下最大位移幅值下降约35%,最大应力幅值下降近50%,为发动机管路的振动控制和动力学正向设计提供了参考。      

基于激光连续扫描的弯曲管路工作变形测试方法

针对某发动机外部部分弯曲管路的振动测试工作,提出了1种基于激光多普勒连续扫描的高效测试方法。将线段的坐标变换引入激光连续扫描,发展了1种适合弯曲管路的激光连续扫描路径算法,使连续扫描激光振动测试应用于曲线结构,并进行了试验验证。结果表明:对某发动机外部管路中的弯管进行了曲线激光连续扫描测试,获取了1000 Hz内的2阶模态,与商用激光离散点扫描测试模态振型的相关性在0.9以上,验证了曲线连续扫描激光多普勒振动测试的可行性和准确性。连续扫描激光测试的效率高、测点密集,对进一步工程应用具有重要意义。     

基于UG、3DVIA的航空发动机外部管路装配工艺可视化设计

为了解决发动机外部管路装配工艺设计难度大、周期长、装配工艺规程直观性差等问题,提出了利用UG、3DVIA软件进行发动机外部管路装配工艺可视化设计的方法。介绍了发动机外部管路装配工艺可视化设计的总体流程及实现方法,包括工艺模型建模、装配工艺可视化设计和装配工艺可视化输出。并针对发动机外部管路装配过程中的非常规分解、因管路结构设计变化而带来的工艺更改、管路装配应力等问题,利用可视化工艺设计方法提出了相应解决措施。应用结果表明:该方法大幅度提高了管路装配工艺设计质量与效率,形成的装配动画及3维图解能够直观地指导现场装配。