飞机蒙皮拉形计算机辅助工程系统ASSFCAE

介绍了飞机蒙皮拉形计算机辅助工程系统(ASSFCAE)的设计思想、总体结构和系统功能.讨论了系统的拉形机运动分析与求解、分析模型定义、拉形轨迹设计、轨迹优化和有限元接口等关键技术.在型号飞机零件的应用实践表明,ASSFCAE是一个完整的蒙皮拉形数字化制造系统,可实现蒙皮拉形的CAD/CAE/CAM集成,具有较高的可靠性和应用价值.     

铝合金复杂变截面蒙皮拉形有限元仿真与试验研究

为改善铝合金蒙皮零件的成形质量,降低蒙皮拉形零件的生产成本,以VTL1000拉形机生产的某复杂变截面蒙皮零件为例,基于Dyna Form软件,对蒙皮拉形过程进行了有限元仿真研究。结合对仿真结果中蒙皮厚度和应变分布的分析,研究了相关工艺参数对蒙皮拉形的影响,并对传统的拉形方式进行了改进;结合该零件的结构特点,给出了一种最佳模具倾角参数的设计方法,可以进一步提高成形质量;最后,根据仿真结果,制定了该零件工艺方案,并通过试验验证了该工艺方案的可行性。     

蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统开发及应用研究

针对飞机蒙皮零件多品种、小批量、形状复杂、成形精度要求高的特点,对可重构柔性模具蒙皮拉形关键技术进行了深入分析,基于CATIA二次开发技术开发了蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统,实现了蒙皮零件数模在可重构柔性模具制造坐标系中的调形计算,具备了冲头高度干涉检查和虚拟模具三维仿真功能。经过应用验证,系统稳定可靠,能准确调形出蒙皮零件拉形所需的模具包络面。本系统的建立,为可重构柔性模具蒙皮拉形工艺研究提供了技术保障。     

机翼前缘蒙皮拉形工艺参数优化与试验

飞机机翼前缘蒙皮,由于其形状和成形材料的特点使拉形结束卸载回弹后会产生较大的回弹量,对零件的成形质量影响较大。文章分析机翼前缘蒙皮零件的典型成形方案,确定主要加载轨迹参数,利用正交试验设计方法设计拉形工艺方案,通过有限元模拟和结果分析,获得了主要工艺参数对成形零件回弹量的影响规律。针对某前缘蒙皮零件,根据有限元分析结果,对工艺参数进行设计和优化,通过生产性试验,获得了成形质量较好的试验零件,并进行厚度、应变测量和对比分析,验证了有限元模拟的精度。     

复杂蒙皮拉形工艺有限元仿真与试验研究

拉伸成形是飞机蒙皮零件的主要成形方式之一。在蒙皮拉形工艺分析软件中设置主要工艺参数,并在有限元仿真软件中对各种参数组合下的蒙皮拉形过程进行仿真分析,根据仿真结果,优化工艺参数;针对优化结果,再进行有限元仿真分析和生产性试验。对试验中毛料的应变和厚度进行测量,并对比试验和仿真中零件的应变分布、减薄率分布等指标,两者符合较好。同时,针对仿真与试验中出现的起皱相差较大的现象,进行了初步分析。     

飞机复杂蒙皮拉形工艺参数优化设计

蒙皮拉形是一个复杂的材料成形过程,对其进行工艺参数的优化十分重要。文章阐述了蒙皮拉形中的主要成形缺陷,并将这些缺陷进行量化,作为拉形工艺优化的目标函数。分析拉形过程中的主要工艺参数,提出了筛选重要参数的方法,以确定对成形质量起决定性作用的工艺参数。应用响应面法建立了工艺参数与成形质量评价指标之间的函数关系,并采用评价函数法,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,对拉形实例进行了工艺参数的优化。通过有限元仿真以及生产试验,验证了该工艺参数优化方法的有效性与准确性。     

飞机金属蒙皮拉形仿真技术研究进展

金属蒙皮拉伸成形是飞机制造业中常用的加工方法之一，传统的蒙皮拉形工艺是基于“经验”和“试错法”，该种方式会出现蒙皮的破裂、粗晶、回弹和滑移线等成形缺陷。将有限元仿真技术应用到蒙皮拉形中，在有限元软件中实现“模拟拉形”，可有效改善蒙皮拉形的质量，大大减少试拉次数。而且，利用有限元仿真软件可以显著提高金属蒙皮材料的利用率，降低研发和生产成本，实现蒙皮拉形工艺参数快速优化的目的。     

飞机蒙皮零件数控精确拉形技术应用研究

以某大型客机蒙皮零件为例,设计了基于数字化工艺设计与有限元仿真的数控精确拉伸成形技术方案。基于毛料面内变形状态分析设计了多工步拉形加载轨迹,通过"虚拟拉形"有限元模拟比较了多种纵拉和横拉方案及相应工艺参数下的成形质量。有限元模拟结果表明,该零件采用横拉方案效果优于纵拉方案,并根据有限元模拟结果优化了空间加载轨迹参数。根据设备求解生成数控代码,在Cyril Bath L2x350数控拉伸机上直接进行了自动化拉伸成形试验,获得了合格的零件,并比较验证了有限元分析和测量数据结果,验证了设计的飞机蒙皮零件数控精确拉形技术方案的可行性和准确性。     

飞机蒙皮拉形机模具快速更换系统设计

针对飞机蒙皮拉形生产中模具更换耗时久、自动化程度低以及拉形设备频繁停机等待等缺点,设计了一种基于"双工位"思想的模具快速更换系统。该模具快速更换系统将模具更换工作移至准备区内进行,在模具更换期间可以同步进行其他批次蒙皮零件的拉形工作。该系统具有结构简单、模具更换快捷、自动化程度高等优点,显著提高了蒙皮拉形生产的工作效率。针对移动工作台顶升过程中存在的偏载问题,设计了一种基于PWM控制的液压同步顶升系统。利用AMESim软件建立了液压同步顶升系统的仿真模型,仿真结果表明,该液压同步顶升系统的同步控制精度高于预期设计目标,满足了移动工作台顶升过程中的位移同步控制要求。     

飞机蒙皮多点拉形装置的开发及应用

介绍了飞机蒙皮件多点拉形技术的特点、CAD/CAM专用软件以及调形技术.开发了多点拉形装置,通过实际蒙皮件的拉形工艺试验验证了多点拉形技术的可行性.     

一种降低飞机蒙皮回弹的装置及工艺

拉伸成形是飞机蒙皮的基本成形方法。结合蒙皮拉伸成形回弹过大的缺陷及影响因素,设计了一种振动辅助拉伸成形装置,分析了施加振动减小回弹的机理并提出了振动辅助拉伸成形的工艺方法。以单曲度蒙皮拉伸成形为例,通过数值仿真模拟,分析了施加振动对成形蒙皮零件回弹的影响,结果表明施加振动后回弹量明显减小,最大回弹值由1.44mm降到0.75mm,成形质量显著提高。     

飞机蒙皮振动辅助拉伸成形工艺分析

拉伸成形结束后,由于残余应力的存在导致蒙皮零件产生较大的回弹,会严重影响蒙皮的使用质量。基于回弹产生的原因,从工件的应力-应变机制阐述了振动减小残余应力的机理,提出了一种振动辅助飞机蒙皮拉伸成形的新工艺方法,给出了该工艺的主要参数——频率、振幅在应用选择上的依据条件及实际运用中可选择的合理范围。以飞机前缘蒙皮拉伸成形为例,通过数值仿真模拟,分析了施加振动对成形蒙皮零件回弹的影响以及频率、振幅对改善回弹的影响,并通过实验加以验证。结果表明,在飞机蒙皮拉伸成形过程中,施加振动可以更加有效地减小零件的回弹,当选取的工艺参数频率为30 Hz左右、振幅在1.5 mm左右时回弹值最小,效果最佳。     

Optimization on springback reduction in cold stretch forming of titanium-alloy aircraft skin

An optimization method was presented for cold stretch forming of titanium-alloy aircraft skin to determine process parameters and to reduce springback.In the optimization model,a mathematical formulation of stress difference was developed as an indicator of the degree of springback instead of implicit springback analysis.Explicit finite element method(FEM)was used to analyze the forming process and to provide the stress distribution for calculating the amount of the stress indicator.In addition,multi-island genetic algorithm(MGA)was employed to seek the optimal loading condition.A case study was performed to demonstrate the potential of the suggested method.The results show that the optimization design of process parameters effectively reduces the amount of springback and improves the part shape accuracy.It provides a guideline for controlling springback in stretch forming of aircraft skin.     

基于知识的模座自动生成设计方法

为了高效利用实践经验、专家知识等进行汽车覆盖件模具模座的设计,在对各种典型模座结构进行分析、模块化后,将模座结构分为结构模块和功能模块。对不同的模块进行知识获取和表示,进而运用知识完成模座的整体设计。基于对不同模块的分析,在获取到不同类型的知识后,归纳总结成知识规则或知识框架,形成了一种实用高效的设计方法。并采用基于UG平台的编程方法,开发出了基于知识的模座自动生成设计模块。     

VTL型数控蒙皮拉形机加载轨迹设计

针对VTL型数控蒙皮拉形机建立三维数字化模型,并对其进行机构运动分析。根据蒙皮拉形变形特点,提出一种拉形加载轨迹设计方法。基于应变控制设计出执行钳口运动轨迹,并根据拉形机机构运动规律,将执行钳口运动轨迹转化成拉形机驱动机构运动参数。采用CAA技术在CATIA平台上开发了相应的加载轨迹设计软件;以柱形蒙皮为例,利用开发的软件设计加载轨迹,通过有限元模拟和试验,验证了轨迹设计的合理性。     

铸造工艺CAD的开发及应用研究

利用VisualC 6．0和AutoCAD的二次开发工具ObjectARX开发了铸造工艺二维CAD系统,该系统采用AutoCAD菜单开发技术,ARX与MFC联合使用技术、ODBC技术、信息保存与恢复技术,开发了通用铸造工艺参数设计、浇冒口设计和工艺数据库管理等功能模块;并根据工厂实际建立了相应的图库,通过该系统可实现计算机辅助铸造工艺设计,提高设计效率;并结合工厂零件进行了铸造工艺辅助设计。     

基于模块化设计的柔性装配工装关键技术研究

在飞机柔性装配工装设计制造过程中引入模块化设计技术能够极大地促进飞机柔性装配工装的发展。对模块化设计的关键技术——模块化设计流程、专用模块设计、通用模块设计和模块接口设计进行了详细的阐述,并根据壁板组件柔性装配工装、襟翼柔性装配工装等的设计实例,介绍了模块化设计在飞机柔性装配工装设计中的具体应用,以期对基于模块化的柔性装配工装设计提供参考。     

飞机蒙皮包覆拉伸成形加载轨迹设计优化方法

加载轨迹对飞机蒙皮拉伸成形质量有着至关重要的影响。针对单凸双曲度蒙皮包覆拉伸成形,系统研究了成形加载轨迹设计以及优化方法。基于应变控制方法,通过几何解析建立了成形初始加载轨迹及加载范围计算模型;采用有限元数值模拟技术和优化理论相结合的方法,建立了优化计算所需的蒙皮包覆拉伸成形有限元分析模型和加载轨迹优化数学模型。实际算例表明,该方法有效可行,为提高飞机蒙皮成形质量提供了有效的解决途径和方法。     

蒙皮拉形模拟前置处理软件开发及关键技术研究

本文对前置处理软件中的核心算法进行了较为深入的研究 ,设计了网格处理时各种算法 ,进行拉形机的动作分析研究 ,并解决了将板料在拉形机夹钳中的物理夹持转换为几何夹持的关键技术。该软件具有友好的用户界面 ,操作灵活 ,具有较强的实用性。该软件与Pro Engineer、I Deas等CAD软件 ,以及ABAQUS、STRET CHFORM有限元分析软件结合使用 ,可进行复杂蒙皮拉形模拟 ,实现拉形的几何参数优化以及机床动作参数优化