基于装配尺寸链的计算机辅助飞机公差设计

介绍了以现有CAD三维造型系统为技术平台,开发计算机辅助飞机公差设计模块,实现基于装配尺寸链的产品公差分析和分配的计算机辅助设计方法.给出了在UG平台上实现计算机辅助公差设计模块的开发方案以及利用该模块进行飞机装配部件公差设计的运行实例.     

模锻件公差与极限偏差的优化

提出了模锻件毛坯(简称:毛坯)尺寸公差与零件机械加工一般公差相互差异、矛盾和关联等因素,介绍了毛坯和零件之间公差与配合等关系,重点从零件设计、结构尺寸要求以及加工技术等方面对模锻件毛坯图公差设计进行描述,同时对零件图的尺寸公差使用提出了新观点,优化了毛坯图加工面和非加工面尺寸公差的标注方法,结合实例合理分配了毛坯尺寸公差与极限偏差的设计。     

基于HB/Z 103-86的标准验证飞机水平测量点位置度研究

以HB/Z 103-86《飞机水平测量公差》要求为前提，对飞机水平测量点位置度开展研究，同时以某中型Ⅰ级飞机为例开展水平测量点位置度设计，最后指出现代化飞机高精度要求有必要在相关标准中增加位置度要求，提出在标准规定暂缺的情况下水平测量点位置度要结合标准公差及飞机机体结构、工艺特点、制造能力以及经济性等建设性意见。     

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。     

基于关键特性的飞机装配公差分析方法

针对由装配公差引起的修配、装配返工等问题,基于关键特性的飞机装配公差分析技术,分析关键特性相关概念,研究关键特性的分解与传递原理,从多偏差装配精度信息模型构建、装配公差仿真与统计分析和基于偏差源敏感度的装配公差优化三个关键技术出发,提出了基于关键特性的飞机装配公差分析方法,设计了该技术的应用流程并进行了实例分析,结果表明该方法能有效提高装配工艺设计结果的可行性。研究结果对保障飞机产品装配质量具有重要的现实意义。     

机翼颤振可靠性分析

迄今为止, 飞机设计中的颤振分析还只是在确定性的领域内进行。事实上, 对于同一型号的一批飞机, 虽然制造的依据是同一份设计图纸, 但由于选用材料机械性能的偏差, 零、部件加工的公差和装配工艺差异等因素, 使机翼的结构刚度和惯性分布具有一定的随机性。     

装配公差对结构疲劳可靠性寿命的影响

针对工程制造中的紧固孔超差问题,根据飞机典型部位的结构连接形式,设计三组不同紧固孔直径的疲劳对比试验,得到了这三组试验件的对数均值寿命和标准差.通过疲劳分散系数和结构对数寿命标准差的推导,研究了装配公差增大对连接件疲劳可靠性寿命的影响,得到了装配公差允许的额外增大量与给定载荷条件下结构对数寿命标准差σs的关系,并在疲劳...     

浅谈在新产品上贯彻重要基础新标准的做法

国家标准《公差与配合》、《形状和位置公差》、《公差原则》、《一般公差》等是重要的基础标准，在我公司贯彻实施已近20年了。为适应空军装备的更新和第三代、第四代飞机的使用，在新产品上贯彻《极限与配合》(GB／T1800．1-1997、GB／T1800．2～1800．3-1998、GB／T1800．4-1999、GB／T1801-1999)；     

基于层次分析法与粒子群算法的飞机装配公差多目标优化

飞机研制过程中合理的装配公差分配是提高装配准确度和一次装配成功率、降低研制成本的有效途径。本文提出了面向装配性能、加工成本和装配操作复杂度的多目标装配公差优化模型;采用层次分析法与粒子群算法相结合的方法对飞机装配公差多目标优化模型进行求解,用层次分析法确定权重因子并以多目标装配公差优化模型作为适应度函数;最后,以某型飞机外襟翼的一个组件装配公差为例对算法进行验证,计算表明装配公差优化结果能够达到设计要求,可以提高装配公差优化的精度和效率。     

改型产品贯彻新国标《公差与配合》的几点做法

1980年决定在大改型飞机上贯彻《公差与配合》新国标。由于改型产品的特点要求有好的设计、工艺继承性(包括尽量采用借用件),试制周期短(包括充分利用原来的刀、量具及工艺装备),在这样的产品上贯彻新国标     

基于知识的飞机制造协调路线交互设计技术

飞机制造协调路线是一种重要的工艺文件,是联系互换协调方案制订和容差分配的纽带。飞机制造协调路线的数字化设计对于开展计算机辅助容差设计,以及实施飞机数字化工艺具有重要意义。首先,对飞机制造协调路线的设计知识进行分类,建立其知识表示模型,并运用知识推理技术实现知识的应用。其次,建立了制造协调单元的图符库,运用图符智能捕捉技术辅助制造协调路线的交互式创建。最后,建立了飞机制造协调路线信息模型,进而实现了面向容差分配的规范化尺寸协调工艺文件自动生成,为计算机辅助容差设计提供技术支持。     

某型水陆两栖飞机主结构铝合金材料选用分析

材料选用是飞机研制过程中的一项重要内容,选用材料的好坏直接影响飞机性能的优劣,飞机选材需要考虑多个因素。某型水陆两栖飞机按照疲劳、损伤容限设计原则进行结构设计。通过对某型水陆两栖飞机载荷工况和服役环境的分析,结合飞机基本选材原则和某型水陆两栖飞机结构设计对材料的静强度性能,疲劳、损伤容限性能,耐腐蚀性能等的要求,综合考虑铝合金材料特点、适航性、成本及供货等因素,最终提出某型水陆两栖飞机结构的铝合金材料选材方案。     

复合材料飞机结构损伤容限和耐久性设计初探

虽然军机和民机规范对复合材料结构的损伤容限和耐久性均提出了要求,但迄今为止尚无成熟的设计方法可用。本文试图通过对国外经验的归纳总结,并结合自己的研究成果,提出一种切实可行的方法供参考。限于篇幅,本文仅就加筋结构蒙皮遇到的几个问题进行讨论。     

飞机焊接导管数字化制造技术研究

针对目前飞机导管在生产制造上存在的不足,为了缩短导管工装设计周期,提高导管工装定位的准确度和导管的制造精度,对飞机焊接导管数字化装配工装、自动焊接等关键技术进行了研究。采用数字化设计方法建立焊接工装的数模,通过孔定位方法实现导管焊接的定位和夹紧,通过坐标系拟合、焊缝跟踪和修正等完成导管间的自动焊接,实现焊接导管的数字化制造。     

飞机结构初步设计优化中的损伤容限优化方法研究

本文提出并研究了一种在飞机初步设计阶段考虑损伤容限要求优化设计的方法.首先,通过许用应力形式来体现并表征损伤容限设计要求,作为一类新的设计约束,用于初步设计阶段的结构优化设计.然后,通过Global/local分析,在整体优化设计中考虑局部疲劳需求;根据疲劳寿命要求,用裂纹扩展分析程序AFGROW确定了一个新的强度准则...     

飞机结构的耐久性与损伤容限设计

飞机结构设计思想随着航空技术的发展而不断进步,经历了从静强度、动强度、疲劳强度到断裂强度的变化过程,耐久性/损伤容限设计是当前飞机结构设计规范的核心方法.本文归纳了飞机结构设计思想的发展历程,重点讨论了耐久性/损伤容限设计的基本思想、基本理论和基本方法,有助于深入理解该设计思想的本质.     

耐久性/损伤容限设计简介

概述了飞机结构耐久性／损伤容限设计的基本思想、设计规范及耐久性／损伤容限设计基本理论及方法，供设计人员参考。     

复合材料结构设计值和冲击损伤容限许用值

 由于复合材料的引入,应该用“设计值”和“许用值”来代替“设计许用值”。讨论了设计值与许用值的关系,并指出复合材料结构压缩设计值主要取决于冲击损伤容限许用值。提出了应把冲击损伤破坏曲线定义为初步设计阶段用冲击损伤容限许用值,论证了这一定义的合理性,并给出了由该许用值确定压缩设计值的一般原则和过程。     

基于Abaqus-Isight的飞机舱门密封件的联合优化设计

为了适应飞机舱门密封件研制周期较短以及正向设计的发展趋势,基于Abaqus-Isight软件对飞机舱门密封件进行仿真分析和优化设计,同时校准了材料参数,提出了两种对飞机舱门密封件的优化设计方法,通过对比得到更优的密封件结构。通过试验得到橡胶与织物的材料参数,基于Abaqus-Isight对材料参数进行校核,通过试验得到的压缩试验曲线对材料参数进行修正,得到与成品试验拟合度更高的材料参数;基于Abaqus-Isight对飞机舱门密封件进行DOE正交试验优化设计,将产品结构参数作为变量,压缩力、接触压力、摩擦损耗能作为优化目标,可以得到局部最优结构;将DOE正交试验结果拟合得到近似模型,通过Isight的近似模型算法得到全局最优结构,综合评估采用近似模型算法能够得到更为优异的结果。     

Gaussian fitting based optimal design of aircraft mission success space using multi-objective genetic algorithm

In order to obtain the optimized aircraft design concept which meets the increasingly complex operation environment at the conceptual design stage, System-of-systems (SoS) engineering must be considered. This paper proposes a novel optimization method for the design of aircraft Mission Success Space (MSS) based on Gaussian fitting and Genetic Algorithm (GA) in the SoS area. First, the concepts in the design and evaluation of MSS are summarized to introduce the Contribution to System-of-Systems (CSS) by using a conventional effectiveness index, Mission Success Rate (MSR). Then, the mathematic modelling of Gaussian fitting technique is noted as the basis of the optimization work. After that, the proposed optimal MSS design is illustrated by the multi-objective optimization process where GA acts as the search tool to find the best solution (via Pareto front). In the case study, a simulation system of penetration mission was built. The simulation results are collected and then processed by two MSS design schemes (contour and neural network) giving the initial variable space to GA optimization. Based on that, the proposed optimization method is implemented under both schemes whose optimal solutions are compared to obtain the final best design in the case study.