MBD技术在数字化协同制造中的应用与展望

随着信息技术、先进制造技术、新材料技术的迅猛发展,航空制造技术正面临着重大的变革,处于产业革命的前夜。数字化协同设计制造技术是航空产业革命的关键技术之一,本文探讨了在大型飞机研制中的基于模型的定义(Model based definition,MBD)技术在数字化协同设计制造中应用的一些方式方法以及存在的问题,提出了比较适合于目前国内航空企业实施MBD的一些思路。     

金属切削数据库系统的设计

本文首先研究设计了金属切削数据库系统的总体构成,该系统包含从切削数据的采集、管理、优化到切削加工专家系统的多方面功能。并根据实际加工需要定义了各功能的具体内容和用途,分析了各功能块之间的信息传递关系。其次,在分析切削数据之间联系的基础上,设计了金属切削数据的实体模型(E—R图)。然后,用关系数据模型描述了切削数据实体之间、属性之间的联系,通过棋式分解设计了规范化的离散型金属切削数据库的结构。该结构包含切削用量数据库、刀具几何形状数据库、切削液数据库和单位切削功率数据库,由此组成的金属切削数据库避免了插入、删除异常,减少了数据冗余,提高了存贮和存取效率。     

叶片电解加工阴极设计CAD/CAE/CAM专家系统

为了解决航空发动机叶片电解加工工具阴极设计自动化程度较低的难题,在电解加工基本原理的基础上,开发了专用的叶片电解加工计算机辅助阴极设计制造专家系统,主要介绍了该专家系统的基本结构、模块化组成和工作原理,并重点探讨了基于间隙内实际电场分布的叶片电解加工有限元阴极设计方法,最后通过一组工艺试验验证了该专家系统所设计阴极的加工精度.试验结果表明开发的阴极设计专家系统有较高的设计精度和良好的工作稳定性.      

卫星姿态控制系统的故障可诊断性评价研究

在不依赖任何诊断算法的前提下,对卫星姿态控制系统中传感器和执行器的故障可诊断性进行评价,旨在将提高系统故障诊断能力的工作重点前移到设计阶段.由于反馈控制的存在,导致故障会在整个系统中进行传播,使得单故障源表现出多异常征兆,这给闭环系统的故障诊断带来极大挑战.将故障视作扩展状态,并考虑模型不确定性,得到卫星姿态闭环控制系统的状态空间模型;根据可观测性判据,给出并证明考虑建模不确定性的加性故障和乘性故障可诊断性条件.所得相关结论可为卫星姿态控制系统设计提供理论参考依据.     

微纳卫星相机主承力构件轻量化设计与增材制造

针对20kg微纳遥感卫星相机主承力构件的轻量化需求,以转接环、次镜环和主背板三个主承力构件为研究对象,开展面向选区激光熔化增材制造技术的结构设计与制造关键技术研究。结果表明,设计的0.5mm折边结构具有良好的抗压缩和扭转等力学性能,在实现轻量化的同时,可显著提升构件的支撑强度。通过45°斜壁与微桁架结构,实现无辅助支撑增材制造。从能量输入、结构微调及加快热传导三个方面入手,有效解决了打印过程尖角变形难题。最终获得了质量分别为89g、87g和546g的三个轻量化主承力构件。搭载原理样机开展系统装调与地面力学试验,通过了8G重力加速度测试,实现了卫星相机大型复杂结构主承力构件的高承载和轻量化制造。     

CIMS下的焊接车间生产管理系统设计

采用VC＋＋6．0及SQL Server 2000,设计开发了基于Win2000 Server中文平台下的焊接车间计算机管理系统。该系统能够完成焊接车间生产过程相关信息的集成管理,实现了系统信息资源的共享,解决了生产管理中出现的人为干预过多、信息传递慢的缺陷,可用于CIMS下焊接车间的网络化生产。     

汽车密封条可重构生产线全生命周期评估

概述了LCA(L ife cycle assessm en t,全生命周期评价)基本内容,结合汽车车窗密封条可重构生产线的研究,给出了其系统边界、模型和设定。针对可重构生产线生命周期各个阶段,分析图表显示产生选定环境影响物质的数量,包括CO2、有害物质和能源消耗。LCA分析软件E co-IT计算结果显示,该密封条生产线的环境影响指数有11×103Pt来源于系统的使用阶段。超过5×103Pt的影响指数来源于加工或重建一个新系统,而通过重构系统只产生少于0.30×103Pt影响指数。本文旨在采用一个科学方法来评价可重构制造系统生命周期的能源消耗和环境影响因素,并给出可重构制造系统有益于可持续发展这一结论。     

基于UML—OOPN的可重构制造单元建模

以可重构制造单元为研究对象，以实现其可重组性为研究目标。提出了一种集成标准建模语言UML和面向对象Petri网的建模方法－UML－OOPN，该方法同时具备了标准建模语言UML和Petri网的优点，不仅能够提供了支持需求分析，模型描述和设计，模型分析和仿真，直至模型实现的一块化框架，而且所建立的系统模型具有较好的可重用性和可扩展性。     

面向用户的现代集成制造模式的研究

在计算机集成制造系统（ＣＩＭＳ）深化应用的阶段,制造模式的变革显得更为重要。文中针对中国的ＣＩＭＳ工程推广的实际,提出了面向用户的现代集成制造模式,并对基一框架及相关技术作了初步的探讨与研究。面向用户的现代集成制造模式是以信息集成为基础,以Ｉｎｔｅｒｎｅｔ为支撑,双用户参与产品的设计,制造和维护为特征,以满足用户的个性化需要、提高用户满意度为目标的一种制造模式。面向用户的思想主要体现面向用户的设     

自由曲面型腔粗加工刀轨生成算法研究

在运用环切方式进行型腔类零件的分层加工时,预钻孔位置和刀具运动轨迹规划直接影响编程的繁简及切削效率。文中提出了一种型腔环切刀轨生成算法,使得在一个连通加工区域里只需抬刀一次,保证在相邻等距环的过渡时不发生干涉。预钻孔的位置可在加工区域里灵活选择,取消了对预钻也位置的限制。该文设计并实现了切除等距环尖角处未加工到的残留区域算法。算例表明,文中提出的方法易于实现,结果稳定、可靠。