基于改进蚁群算法的薄壁件柔性工装布局优化

为解决薄壁件刚性差,在制造过程中易因工装夹紧力产生弹性变形等问题,提出了一种基于改进蚁群算法的薄壁件柔性工装布局优化方法,对薄壁件的柔性工装进行了布局优化。该方法通过有限元分析与蚁群/遗传混合算法相结合的方法进行了工装定位/支承阵列的布局优化。实例验证表明,采用改进遗传蚁群算法对工装布局进行优化,可使柔性工装系统中定位/支承阵列布局的拓扑形态和分布密度处于最优状态,使薄壁件最大变形量缩小47%。     

薄壁环形件的工艺设计

介绍了薄壁环形件的工艺设计,防变形槽及小立铣头在大孔中铣削制造过程中的成功应用,对同类件的工艺具有一定的参考价值。     

基于0-1整数规划的航空薄壁件定位布局优化

为了减少航空薄壁件的定位变形,提出了一种基于0-1整数规划的定位布局优化方法,并对适应自动钻铆的预装配工装的内型卡板布局进行了优化设计。该方法基于"N-2-1"定位原理,将布局优化问题转化为0-1整数规划问题;以对薄壁件定位系统参数化建模分析得到的薄壁件最大变形量最小为优化目标,建立定位布局递推优化模型;采用分步求解的策略,通过混合粒子群算法对薄壁件进行定位布局优化。     

夹具设计专家系统中自动布局的实现与协调

对ＦＭＳ夹具设计专家系统中的自动布局问题进行了探索，分析了自动布局的协调机制，完善了夹具设计的结果，为ＦＭＳ的实现创造了有利的条件。     

面向航空发动机薄壁零件加工的自适应夹具设计现状与进展

复杂薄壁工件是航空发动机中的一类关键、重要零件,如何抑制因其弱刚性、材料难加工、强时变特征导致加工过程产生的变形和振动已成为亟待解决的瓶颈问题。夹具的合理布局及提升装夹稳定性可以有效地抑制加工振动。目前,夹具系统的智能化已经成为制约智能加工技术实现的主要瓶颈。研制能够自适应薄壁零件复杂工况的夹具设计成为研究热点。从工件-夹具动力学建模,夹具布局优化、夹紧力优化以及目前自适应夹具设计等几个方面进行综述,希望为今后自适应夹具设计与工程应用提供帮助。     

安装环铣槽夹具创新设计

针对铣削大型薄壁环均布槽的工艺特点，对原英方夹具的不足之处进行改进，重新设计铣槽夹具，使其标准化程度增加，制造工艺性更好，通过凸轮机构即可实现对分度盘的锁紧，操作方便。     

基于APDL的薄壁件加工变形补偿方法

对如何减小薄壁零件在加工过程中由于弹性变形造成的误差进行了研究,在建立铣削力模型获得各切深下工件所受铣削力数值的基础上,提出了一种基于APDL变形预测的补偿方法。实验证明与直接补偿方法相比,该方法能够较好的解决薄壁件在加工过程中的"让刀"现象,减小加工误差。     

曲面薄壁零件柔性装配定位系统设计与实现

针对曲面薄壁零件装配过程中存在定位难、易变形的问题进行了研究,建立了基于多点技术以及数字化虚拟装配技术的曲面薄壁零件柔性装配定位系统,实现了薄壁零件定位可靠、不易变形的柔性装配。研究提出了曲面定位点坐标的求解方法,并按照该方法提取工件曲面的几何信息,确定装配定位点,将定位点的坐标转化为定位系统的坐标,形成坐标转换矩阵,将转换矩阵中坐标的位移量转化为伺服电机的转动量。研究结果为更有效解决柔性工装的优化设计问题提供了必要依据。     

基于夹具主动定位补偿的飞机柔性件装配偏差优化方法

柔性零件广泛用于航空、汽车等产品中,在柔性件的装配过程中,装配尺寸质量受零件制造、夹具和连接过程中多种偏差源的耦合影响,分析和控制难度大。提出了一种基于夹具主动定位补偿的装配偏差优化方法。首先,基于柔性件装配的受力变形分析,建立了考虑夹具法向定位误差的装配偏差模型。然后,根据上述模型,以夹具法向定位补偿量为优化变量,提出了夹具法向补偿量的优化模型和求解算法。以金属薄板装配和飞机壁板件装配为例,分别利用实验及有限元仿真分析了有无夹具主动定位补偿下的装配偏差。结果表明,夹具法向定位补偿对于减小柔性件的装配偏差具有显著效果,从而验证该优化算法的有效性和准确性。     

薄壁结构的加筋布局优化设计

采用拓扑优化方法研究了薄壁结构的加筋布局优化问题.考虑到航空航天领域薄壁加筋结构的大量使用与结构形式的复杂性,提出了一种适用于有限元自由网格剖分的加筋设计新方法--几何背景网格法.该方法一方面通过定义几何背景网格的大小,实现了加筋设计域内任意离散网格沿加筋高度方向的布局参数化定义;另一方面,通过背景网格曲线坐标系下的定义,实现了三维曲面薄壁壳结构的加筋布局设计.采用该方法分别对平面结构与曲面薄壁结构进行了以结构刚度最大为目标的加筋优化设计.数值结果表明,所提出的方法能有效获得合理的加筋布局.     

航空铝型材零件柔性快装夹具设计

夹具的柔性是指夹具快速适应不同形状工件装夹要求的能力.包含机床夹具、装配型架在内的飞机制造工装柔性化,一直是航空工业迫切需要解决的问题,并得到了大量的研究[1].组合夹具是实现夹具柔性化的重要方法[2],但传统的槽系或孔系组合夹具不能适应飞机零件的切削加工.气动夹紧是实现工件快速装夹的有效手段[3-4]. 中航工业某公司在转包项目及大飞机研制中需要加工大量以型材为原料的零件.生产中还是采用传统的螺钉压板式专用工装.存在工装数量多、管理不便、装夹费时、加工效率低的问题.本文设计了一种气动柔性快装组合夹具系统,能有效地解决这类问题.     

基于Kriging模型的翼型气动性能优化设计

将基于Kriging模型的近似技术引入气动优化设计。通过计算两个测试函数的全局极值以及翼型几何形状的重构,比较了基于Kriging模型的优化方法与传统的梯度类优化方法、标准遗传算法的特点。结果表明基于近似模型的优化方法不仅全局性良好,而且有效节约了计算资源。用此方法进行了翼型的气动优化设计,目标函数为来流马赫数为0.7、攻角为3°时升阻比最大。设计结果表明,与参考翼型相比,优化翼型升阻比提高了81%,而翼型截面积减少不到1%,优化效果非常明显。     

车床加工轴类零件径向孔的组合夹具设计

针对镗床加工某轴类零件径向孔系效率低、经济效益差的问题,设计了一套组合夹具,利用这套组合夹具在车床上加工该零件径向孔,解决了这些问题。     

基于模块化的工装夹具设计与仿真分析

以一种高精度自定心弹性涨紧结构的夹具设计为例,引入模块化设计理念,提出了一套通用、高效的模块化夹具设计流程,通过加强各模块的通用性和互换性设计,实现工装夹具的快速设计、组装与更换,能够缩短设计周期,降低制造成本;通过多学科仿真技术应用,校验了工装设计的正确性、准确性和可靠性.     

基于PLC的飞机翼类结构件柔性夹具设计

针对航空领域中翼类结构件的高速铣削加工,提出一种干涉小、柔性高、换装快速、自动化程度较高的夹具设计方案。详细论述了该夹具系统的组成、原理以及PLC控制程序。采用可调式定位板定位、回转夹紧气缸夹紧,利用传感器感知、PLC控制以实现电磁阀有序动作、工件可靠夹紧,解决传统装夹中原材料浪费和加工过程中机床刀具与夹具的干涉问题。编制了相应控制程序并调试成功。该夹具设计方案为飞机结构件实际生产和程序控制自动化夹具设计提供了有效的参考依据。     

基于Kriging模型的高超声速舵面优化设计

采用RANS方程进行了高超声速舵面的气动特性计算与平面形状优化设计研究。为了提高优化效率,采用拉丁超立方抽样试验设计方法得到样本点,并建立Kriging模型替代费时的流动数值模拟。以最大化舵面操纵力矩和最小化平面面积为目标,以阻力不增为约束条件,进行了舵面平面形状优化设计。优化结果表明,优化舵面的平面面积减少了4.78%,力矩绝对值在设计点增加了24.69%,且在较大的攻角范围均有提高。将初始舵面和优化舵面分别装配到方形截面导弹上,验证计算表明,优化舵面的操纵效率更高。     

基于 Kriging模型机翼平面外形气动优化设计

使用基于Kriging模型的优化设计方法,进行了非常规布局机翼的平面外形多目标优化设计。利用CFD技术进行机翼升力系数和阻力系数的气动计算,通过拉丁超立方试验设计生成样本点,建立了Kriging代理模型,结合多目标遗传算法对机翼平面外形进行多点多目标优化设计,最终得到了Pareto最优解集。根据设计需求,从Pa-ret0前沿选取一个非劣解作为优化结果。结果表明：陆ging模型与cFD计算误差很小,可信度高;在不问设计状态下,机翼气动性能都得到了提高,表明优化设计方法具有可行性和高效性。     

钛合金薄壁件圆角数控铣削质量控制

钛合金由于比强度高、热稳定性好、抗腐蚀性强等诸多优点,被航空航天领域广泛运用。然而由于减重等需要,钛合金零件多设计为薄壁,给机加工带来了很大的难题,特别是圆角数控铣削的质量难以控制。     

1 种基于Kriging 近似模型的叶片罩量优化设计方法

在航空发动机叶片设计过程中,需要进行叶片罩量优化来减小多种载荷引起的弯曲应力,改善其应力状况。为了提高叶片罩量优化设计效率,根据Kri gi ng近似模型和试验采样技术,提出了1种叶片罩量优化设计方法。利用序列采样方法逐步改善近似模型预测精度,然后在近似模型上进行全局寻优。结果表明:该方法简单易用,通过构造近似模型代替真实的物理模型,降低了计算成本,提高了优化效率。优化后的叶片最大等效应力减小了12.43%,有效地减小叶片的峰值应力。     

薄壁通壳体类零件加工技术

以铝合金薄壁通壳体零件为例,对工件的定位、装夹、刀具的选择、切削参数设置、程序的编制等方面进行了探索,从而有效地克服了薄壁通壳体类零件在加工过程中出现的颤振、变形、表面质量差、尺寸精度低等问题,并大幅缩短了加工时间。