飞机整体结构件数控加工技术应用中的问题与对策

针对新型飞机结构件的设计特点,分析了目前飞机整体结构件数控加工中存在的问题,并进一步提出了在数控机械加工方面应重点解决的问题和数控技术应用设想。     

飞机结构件数控加工工序计算技术

近年来,智能制造已引起国内制造业广泛关注,成为学术界的研究热点.零件自动加工是智能制造的重要组成,也是智能制造的一项具体体现,数控加工自动编程是实现零件自动加工的关键.首先,立足于加工工程实际和本质重新梳理数控加工编程流程,提出自动编程技术思路并确立技术实施的核心和关键;然后,简述了当前数控加工自动编程相关关键技术的发展现状以及存在的问题;最后,基于当前的研究基础,指出自动编程技术的核心并预测了未来的发展趋势.     

角度头在航空结构件数控加工中的应用

本文详细分析了角度头在复杂结构特征上应用的加工工艺,并给出了角度头初始安装位置确定方法。以铝合金零件缘条和筋条侧面孔为例进行了应用验证,结果表明,角度头加工技术应用为航空结构件空间狭窄区域、高精度侧边孔、难加工深槽结构的加工提供了方法。     

飞机结构件数控加工精度控制关键技术

在飞机结构件加工中,大量应用五轴联动数控装备。企业装备的数控机床随着服役年限的日渐增长,普遍存在精度衰减问题,新一代飞机结构件进一步向着整体化、大型化、复杂化、薄壁化、轻量化方向发展,加工过程极易出现尺寸超差,以及因加工工艺不稳定而造成的表面质量缺陷等制造精度问题。加工精度还受到切削载荷、切削稳定性、刀具误差、工件变形、夹具变形等复杂因素的影响,飞机结构件切削工艺的一致性和稳定性差,极易因刀具磨损、破损、切削颤振而引起加工精度问题。国内外学者在数控加工精度控制方面开展了大量基础研究并取得丰硕成果。本文从数控机床误差建模方法、误差补偿方法、加工精度预测与控制、表面粗糙度预测与控制4个方面分别阐述,并结合飞机结构件的特点提出其数控加工精度控制关键技术需求。     

复杂结构件数控编程加工特征用户自定义方法

加工特征是实现复杂结构件高效、高质量数控编程的有效手段,但是同一类加工特征只是几何形状和加工工艺相似,并不完全相同。如何适应不同的企业资源与工艺水平、不同类型的复杂结构件进行加工特征定义是基于加工特征进行自动数控编程的一个难题。针对以上难题,本文提出了一种复杂结构件数控编程加工特征用户自定义方法,基于全息属性面边图表达加工特征几何信息,给出了具有一定柔性的加工特征几何信息定义方法,基于语义与规则建立加工特征工艺信息及其与几何信息之间的关联关系,实现了由用户根据企业的制造资源、零件结构和工艺人员的编程习惯等因素自定义加工特征。根据本文提出的方法开发了飞机复杂结构件加工特征用户自定义及自动编程系统,已成功应用于国内某大型航空制造企业的飞机结构件数控编程,经过多项飞机结构件测试,本文提出的方法特征识别正确率平均达到97%。     

飞机结构件数控加工工艺决策知识获取

工艺决策知识获取是建立工艺决策专家系统知识库的瓶颈。本文介绍了在建立飞机结构件数控加工工艺知识库时，工艺决策知识的获取过程与知识处理方法。     

蜂窝结构件的数控加工

以某型机底部蒙皮结构件中的铝基低密度和纸基蜂窝为例,阐述了蜂窝结构件数控加工中的机床选择、装夹定位方案、切削刀具选择、编程方法、切削参数选择以及加工过程中的产品保护等内容.     

大型航空结构件数控加工装备与先进加工技术

本文从航空结构件的发展特点出发,结合国内外航空制造业现状,对大型飞机结构件的数控加工装备及数控加工技术进行探讨,论述了当前大型航空结构件数控加工装备的发展方向及先进数控加工技术.     

新型复杂航空结构件数控加工技术

数控加工与其他专业的复合加工技术,在新型航空结构件的生产中大量出现,例如复合材料构件、超塑成形钣金件、蜂窝芯体、焊接结构件,也要求其具有精确的曲面外形及孔系。新型飞机为了达到优异的机动性能、飞行性能、轻量化、长寿命、低成本制造等技术指标,对机身结构及发动机提出了更高的要求,并采用最先进、最前沿的设计技术与设计理念     

某发动机机匣数控仿真加工

虚拟制造和仿真技术发展很快，VERICUT作为一种专业的数控仿真软件，很好地解决了在实际生产中所遇到的相关问题，从而提高了企业的经济效益，缩短了产品的生产周期。本文以某发动机机匣加工为例，介绍了该技术的特点及应用。     

起落架有限元梁模型建立及其静力学分析

为了获得起落架载荷传递以及评估几何非线性和静不定对起落架载荷传递的影响,同时探索起落架结构有限元梁模型的建模方法,应用HyperMesh和Ansys联合仿真的方法搭建某型具有局部静不定特征的前起落架、主起落架有限元梁模型;使用此模型进行三种载荷工况的静力学计算,获得考虑静不定和几何非线性的起落架接头和截面载荷,以及在单位载荷作用下起落架的航向、侧向和扭转刚度,并与传统方法计算结果进行对比.结果表明:有限元方法和传统方法获得的接头载荷有差异,部分差异超过了±10％,最大差异达到30％;计算前起落架外筒横梁、斜梁截面内力的传统方法及其简化具有合理性,对起落架支柱设计具有指导意义.     

飞机起落架全方位移动装配机器人设计与研究

起落架作为支撑飞机重量、吸收撞击能量的重要部件,在装配和试验过程中面临着装配空间狭小、装配精度高等特殊要求,急需研制一款具备可移动、多自由度调节功能的柔性装配平台。通过对起落架装配需求进行分析,设计出基于Mecanum轮的全方位移动和基于3–RPS的并联机构组成的6自由度装配机器人,详细介绍了装配机器人的结构组成、控制方法,对机器人运动学特性进行分析获得运动学模型,并进行运动学参数设置及精度分析。通过对起落架装配机器人精度测试以及实物装配,验证该机器人的功能和性能满足使用要求。     

飞机起落架撑杆锁弹簧的分析与设计

飞机起落架撑杆锁弹簧是下位锁机构实现功能的关键部件,其设计过程需要考虑其与下位锁开锁作动筒的协调以及其对收放载荷和起落架自由放性能的影响。讨论了撑杆锁弹簧的设计流程以及弹簧设计过程中需要考虑的因素,介绍了一种区别于传统受力分析确定弹簧工作拉力的方法,并例举了一种支承式撑杆锁弹簧的设计与计算过程。     

TC18钛合金焊接技术在飞机起落架制造中的应用研究

在国内某型舰载机研制中,首次在起落架制造中开展了TC18钛合金焊接技术应用研究,通过试验研究,形成了完整实用的TC18钛合金焊接技术,能满足国产舰载机和其他新型飞机起落架的研制生产需求.     

起落架载荷的自校正控制

通过建立自校正控制起落架的非线性模型和系统的ARMAX模型,对控制器进行了设计,并结合参数辨识,实现了起落架的自校正控制。计算机仿真结果表明,此方案有效地改善了飞机起落架的缓冲性能。     

陶瓷喷丸强化工艺在起落架构件上的应用

从陶瓷丸的固有属性以及陶瓷喷丸工艺对金属结构件性能的影响等方面进行了大量的分析和研究,针对铸钢丸、玻璃丸以及陶瓷丸3种喷丸工艺以及复合喷丸工艺进行了对比试验,从被喷金属件表面质量、喷丸参数以及表面产生的应力场进行了检测和分析.结果表明,3种喷丸工艺试验结果产生的残余压应力场深度相当,约为0.3mm,而陶瓷喷丸可以获得最高的最大残余压应力值,对于延缓超高强度钢零件表面微裂纹的产生和扩展,改善产品性能,提高抗疲劳寿命有较大贡献.另外,陶瓷丸成分为高质量的氧化锆和二氧化硅,环保性能好,无毒无害,对零件表面以及环境不会造成任何污染;硬度高,弹丸磨损小,且磨损后的弹丸表面光滑等.     

舱门对起落架流场和气动噪声的影响研究

前起落架一般具有异于主起落架的双侧对称舱门,民用飞机进场降落时打开的前起落架舱门必然对起落架流场和噪声产生干扰阻挡和反射作用。为了研究前起落架舱门对起落架流场和噪声的干扰阻挡效应,采用两轮起落架标模对改善的延迟分离涡模拟（IDDES）方法和福克斯·威廉姆斯—霍金斯（FW-H）方程进行数值方法验证;在数值计算方法准确可靠的基础上,对某民用飞机高保真前起落架有舱门和无舱门的两种模型的流场特征和远场辐射噪声特性进行对比计算分析,分析舱门附近流动演化过程及舱门对远场辐射噪声的影响。结果表明：由于舱门迎风端面非平直面,稍向内侧弯曲与来流具有一定夹角,导致在其前端引起当地流动分离,进而扩散到整个舱门之间的区域;两侧舱门阻挡干扰气流向展向扩散并撞击舱体侧面边缘的趋势,遮挡反射舱体前缘剪切流失稳撞击起落架产生的压力波,减弱了起落架的侧边噪声并形成声波干涉现象。     

客机起落架件号和改装标识分析

针对客机起落架件号不同的OEM标识规则进行对比分析,明确了起落架在进行翻修和改装的件号标识规则,提出了起落架组件和零件的标识方法,对于起落架日常维护、改装、翻修以及让步修理工作进行规范的刻号和标识具有重要参考价值,为相关人员快速识别起落架构型和改装状态提供了工具,同时也给互换性评估人员对起落架的识别提供了一定思路。     

GA-Based Model Predictive Control of Semi-Active Landing Gear

Semi-active landing gear can provide good performance of both landing impact and taxi situation, and has the ability for adapting to various ground conditions and operational conditions. A kind of Nonlinear Model Predictive Control algorithm （NMPC） for semi-active landing gears is developed in this paper. The NMPC algorithm uses Genetic Algorithm （GA） as the optimization technique and chooses damping performance of landing gear at touch down to be the optimization object. The valve＇s rate and magnitude limitations are also considered in the controller＇s design. A simulation model is built for the semi-active landing gear＇s damping process at touchdown. Drop tests are carried out on an experimental passive landing gear systerm to validate the parameters of the simulation model. The result of numerical simulation shows that the isolation of impact load at touchdown can be significantly improved compared to other control algorithms. The strongly nonlinear dynamics of semi-active landing gear coupled with control valve＇s rate and magnitude limitations are handled well with the proposed controller.     

推桨式察打无人机起落架总体布置参数设计研究

现有飞机起落架总体布置参数设计的规范和要求主要适用于传统战斗机,如果按此规范和要求设计推桨式察打一体无人机起落架将带来诸多问题。从推桨式察打一体无人机的布局和飞行特点入手,通过对起落架总体布置参数的定义和内涵进行分析,提出一种适合推桨式察打无人机起落架总体参数和总体布置的设计方案,对察打一体无人机起降特点进行分析;对比“捕食者B”无人机起落架总体布置参数,验证本文设计方案的有效性。结果表明：擦地角可减小,建议不小于6°（静态,含间隙）;防倒立角可减小,建议11°～12°（静态）;停机角范围可适当减小,建议-2°～-1°;起落架总体布置方案可选择机身式、较长的外八字形起落架布置型式。