航空航天结构轻量化设计制造技术发展现状与挑战

轻量化技术是指在满足结构性能需求的前提下，通过对材料、结构和制造工艺等方面的优化，减少结构质量的技术，已经成为新一代航空航天装备发展的关键技术之一。本文首先分析了轻量化技术的发展历程。其次，从设计原理、组成方式和优化方法角度，介绍了仿生结构设计、胞元结构设计和高效拓扑优化设计三类轻量化设计方法。然后，从轻量化制造工艺和模式的角度阐述了增材制造、协同制造和复合材料制造在航空航天结构轻量化制造中的应用。最后，讨论了轻量化技术面临的挑战和未来的发展。     

飞行器风洞模型的快速制造技术

基于快速成型技术,提出了飞行器风洞模型的快速制造技术方案.通过研究测压风洞模型的尺寸补偿、孔道设计及结构布置规律,发展了孔道一体化测压模型的快速制造技术;发展了结构相似气动弹性模型的设计与制造方法,并通过模态实验校核了精度;通过快速成型技术与电化学沉积技术的结合,发展了金属-树脂复合测力模型的快速制造方法,提高了模型的强度和刚度;论证了该技术在周期和成本等方面的优越性.该技术克服了传统加工的局限,提供轻质风洞模型制造的高精度、短周期、低成本的整体解决方案,为发展新型试验技术等提供基础,这能够提升风洞模型设计与制造的自动化水平,有助于该领域传统技术的革新,对新型飞行器的研制具有重要意义.     

多轴联动编程与加工课程开发现状分析与对策研究

随着航空航天、汽车、国防工业、造船和模具等工业的迅速发展多轴数控加工技术已经越来越普遍,业界对具备数控多轴加工技术人才的需求也就越来越迫切。针对多轴编程与加工相关课程的现状分析入手,阐述了多轴联动编程与加工课程开发的对策。     

大型高性能复合材料构件RTM工艺进展

航空航天工业的飞速发展对大型、高性能先进树脂基复合材料构件的高效、低成本制造提出了迫切需求。树脂转移模塑成型(Resin transfer molding,RTM)是一种制造先进纤维增强体树脂基复合材料的工艺技术,与现有的热压罐技术相比具有设备结构简单、生产效率高及制造成本低等优点。本文综述了两种典型的RTM工艺:真空辅助树脂转移模塑成型(Vacuum assisted-resin transfer molding,VA-RTM)与轻质树脂转移模型成型(Light-resin transfer molding,L-RTM)的技术研究与应用现状,指出了这两种工艺在制造大型高性能构件时存在的问题,并对RTM工艺过程多场耦合数值仿真、仿真新方法及多功能仿真的研究现状及技术难点进行了总结,基于此对RTM工艺发展趋势进行了探讨,旨在为实现快速工艺优化,获得高效、高性能和大型构件的RTM工艺应用提供参考。     

中国复合材料自动铺放技术研究进展

首先扼要介绍了复合材料自动铺放(自动铺带和自动铺丝)成形技术的原理、特点和该技术在国外航空航天领域的应用概况。然后系统介绍了近年来中国国内复合材料自动铺带的装备技术、软件技术和材料工艺技术的研发历程,总结了其关键技术的突破和应用进展,并指出开发低成本高效铺带技术是未来的重要方向。同时介绍了国内自动铺丝技术基础研究(装备、软件和工艺方法)的进展,并且着重介绍了南京航空航天大学自动铺丝应用技术(工业样机与材料工艺技术)的研发和应用情况。最后通过分析,归纳了自动铺丝技术应用研究的瓶颈问题,并提出了研究建议。     

基于工业机器人的飞机柔性装配技术

研究了基于工业机器人的飞机柔性装配技术,着重讨论了机器人精度补偿、末端执行器设计、法线检测与找正、系统控制、离线编程等关键技术。通过在小翼部件加工中的应用,达到了孔位精度±0.5mm、法向精度±0.5°等关键技术指标。结果表明,对于特定应用对象采用机器人技术进行飞机部件自动装配为一个理想、低成本的解决方案,随着当今工业机器人性能不断增强,配以末端执行器和相关的补偿系统,在航空工业作为装配平台是可行的。     

一种基于改进遗传算法的组合加工约束混流车间调度方法（英文）

具有组合加工约束的柔性作业车间调度问题是混流生产线中常见的任务排产问题。然而,传统车间调度方法均未将组合加工约束考虑进调度模型中,无法满足混线生产模式的现实情况。针对这一问题,分析了混流生产线的工艺状态模型。在此基础上,基于传统柔性作业车间调度问题,建立了具有组合加工约束的混线车间调度问题的数学模型。然后,针对组合加工约束,提出了一种改进的多段编码、交叉、变异的遗传算法。最后,将该算法应用于某航空航天研究所导弹结构件生产车间,验证了该方法的可行性和有效性。     

风洞试验方案智能优化设计方法研究

我国的航空航天装备发展已经进入了自主创新的崭新阶段,新一代飞行器气动设计的探索创新、优化定型需要高水平的风洞试验能力作为支撑。先进飞行器研制需要快速获取正确的气动外形关键数据,其高性能、高精度的发展趋势对风洞试验的数量和质量提出了更高要求。传统风洞试验方案设计和数据分析模式已经越来越不能满足需求,亟待有所突破。本文以飞行器地面试验分析为背景,应用支持向量机模型对试验数据进行建模分析,发展风洞试验方案优化设计方法和试验数据智能分析方法,探索气动数据与飞行器几何参数之间新的内在关联,构建风洞试验辅助设计和分析系统,提高风洞试验效率和试验数据的正确率,为先进飞行器气动设计提供技术支撑。     

面向机器人原位加工的大型飞船舱体变位姿态优化方法（英文）

在利用机器人实施大型飞船舱体的原位加工时，对舱体旋转变位次数与机器人整体加工性能的关注引入了一双目标优化问题。本文基于机器人刚度特性和非支配排序遗传算法，提出了一种舱体变位方案优化方法。首先，设计了以机器人笛卡尔刚度为基础的特征加工质量评价指标，并建立了原位加工过程模型。其次，为应用非支配排序遗传算法，提出了一种加工过程的双染色体编码方法及相应的交叉变异算子。此外，通过修复算子处理频繁出现的非法编码，保证了算法的寻优效率。仿真及实验研究的结果表明，适当增加舱体变位次数能够有效提升机器人的加工性能，并在工质量和时间成本上实现综合优化。     

中国大百科全书《航空航天》卷出版发行——我院教师52人曾为此付出辛勤劳动

反映国内外航空航天事业发展概况和成就的中国大百科全书《航空航天》卷,已于1985年12月出版,现已在全国各地新华书店公开发行了。这是我国航空航天界的一件大事,也是我国文化、科技战线上的一项重大的基本建设,具有重要的现实意义和历史意义,值得我们庆贺! 《航空航天》卷是在国防科工委的领导下,由航空工业部、航天工业部所属高等院校、科研机构和工厂的近600名科技人员,历时三年多合作编撰而成的。它把人类迄今所掌握的航空航天科技理论、方法、技术、工艺、装备等作了比较系统的概括,对国内外的航空航天     

大型风洞设备的数智化初步研究

数智化技术是大型风洞设备设计、建设与运行的重要内容和发展方向。对国内外大型风洞设计建设中的数字化、网络化和智能化技术研究现状进行了简要的梳理和总结;分析了当前大型风洞设备在设计建设过程中面临的数字化多学科协同设计、数据分析管理、数据交互与融合、智能制造与装配、健康管理、智能机器人等数智化技术问题及其发展趋势;提出了构建数智化风洞系统的设计思路。     

Satellite Rotation Modulation Measurement System Based on Ultrasonic Motor

Rotation modulation technique is generally used to improve the performance of aviation and marine inertial navigation system.Considering of the performance requirements from current aerospace to MEMS micro-nano inertial device,this paper proposedrotary inertial device modulation technology application methods on the satellite.Firstly,taking the advantage ofultrasonic motor,like high resolution,fast response,electromagnetic compatibility,a lowmagnetic,high-precision and appropriate for use on satellite ultrasonic motor modulation turntable was developed.Then,through theoretical modeling and simulations,the rotation modulation technology was verified to improvethe precise of satellite attitude measurementeffectively,equivalent toimprove the accuracy of MEMS gyro over an order of magnitude.This work helpsachieve the application of rotation modulation technology in aerospace and acceleratethe promotion of the MEMS gyro in satellite attitude measurement.     

机器人柔性钻孔控制系统的设计与实现

针对飞机柔性装配的需要,在具体分析机翼钻孔流程的基础之上,提出一套基于工业机器人的柔性钻孔控制系统。该系统采用工业机器人集成多功能末端执行器的工作方式,并开发出具有精度补偿、姿态自适应调整和运动控制等功能的软件包。实验证明,该系统能有效提高机翼钻孔的质量和效率,满足其装配需求。     

并联机器人运动性能的研究现状及发展趋势

随着并联机器人技术的发展,其运动性能的提升成为了发展需求,指出了研究工作空间和奇异位形的必要性。以研究方法为主线,详细阐述了工作空间和奇异位形的国内外研究现状及特点,进一步提炼出个体的创新思想和面临的共同难题。通过深入分析研究方法的原理,找到了解决共同难题的突破口,同时剖析了研究中的尚存难题。结合未来的发展趋势,从结构综合和理论创新两个方面进行突破,能够为并联机器人的发展提供强劲动力。得出的结论和展望给从事这一领域的研究者们提供了参考。     

国外智能制造标准化发展对中国航天的启示

国际标准化组织以及德国、美国等工业强国的智能制造标准化工作已取得大量成果和经验,其标准体系、标准制定重点领域、标准化工作模式等方面的实践为中国航天的智能制造标准化工作提供了有益参考经验。我国航天行业应大力开展航天智能制造标准体系建设,积极转化适用的国外智能制造标准,探索智能制造标准验证模式,以数字化标准作为智能制造标准的突破口,开发标准数字化应用平台及工具。     

飞机大尺寸自动化柔性测量技术研究进展

飞机大尺寸零部件具有结构复杂、外形尺寸大等特点。传统的单一测量手段如激光跟踪仪,因测量效率低等问题,越来越难以满足飞机智能制造的高精度、高效率的测量需求。大尺寸自动化柔性测量技术作为一种新兴的组合式测量方法,突破了单一测量设备测量效率低的难题,以其高精度、高效率测量的优势,在航空测量领域展现了极强的发展应用前景。针对飞机制造过程中大尺寸自动化柔性测量技术的研究,本文首先综述了飞机大尺寸测量场构建的相关进展。其次,介绍了自动化柔性扫描路径规划的研究进展。然后,列举了柔性化测量在飞机蒙皮间隙测量、整机水平测量和数字化预装配等方面的应用现状。最终总结得出,飞机自动化柔性大尺寸测量技术的研究对提高飞机制造过程中的质量控制具有重要的实际意义。     

基于本体的制造能力P-P-R建模及其映射

在网络化制造环境下.为了盟主企业更好管理复杂零件、工艺、设备资源信息,实现制造任务和制造资源合理匹配,提出了制造任务和制造资源的匹配框架.首先,建立了基于本体的复杂零件加工特征、加工工艺、设备资源P-P-R模型,在此基础上构建P-P-R映射关系;然后,通过可拓理论实现随时添加新的零件特征和零件的工艺特征来完成制造任务-资源的匹配.最后,开发了协同制造资源配置原型系统.通过实例表明,该方法能克服Web制造资源描述差异,实现异构平台的数据统一,对提高企业间的协同效率具有显著效果.     

工业机器人的绝对定位误差模型及其补偿算法

工业机器人重复定位精度高而绝对定位精度低。为了提高工业机器人的绝对定位精度,提出一种绝对定位误差模型。基于该模型,利用激光跟踪仪和最小二乘法辨识出所需参数,并对误差进行补偿修正。最后,将这种方法应用在KUKA KR150-2机器人上进行测量和补偿。实验结果显示:平均绝对定位精度由补偿前的1.321mm变为补偿后的0.183mm,从而表明该方法的有效性。     

多Agent智能制造系统研究综述

Agent与多Agent系统是分布式人工智能的主要研究方向之一，Agent技术已经被认为是进行分布式工业系统建模的一种重要方法，是设计与实施分布式智能制造环境的最自然的手段，是构建下一代制造系统的重要技术之一，基于Agent的制造系统是多Agent系统理论和方法在制造领域中的具体应用，在对Agent与多Agent系统技术研究进行简要总结的基础上，综述了Agent技术在制造企业集成，供应链管理、制造规划、调度和制造控制等方面的应用及其研究现状，并对Agent制造系统研究的主要内容及关键问题进行了探讨。