飞机蒙皮拉形加载轨迹研究

蒙皮拉形工艺的先进程度是衡量一个国家飞机制造能力和水平的重要标志之一,然而加载轨迹决定着飞机蒙皮拉形成形质量的优劣。基于ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件对某单凸双曲率蒙皮拉形进行拉形仿真,对模具的最大截面采用应变控制的方法,结合实际生产过程中拉形机的运动状态,对飞机蒙皮拉形数值模拟中夹钳区域的加载轨迹进行了初步研究。此外,考虑到蒙皮拉形常见的缺陷及影响因素,分析了最优化理论结合仿真模拟优化工艺参数的重要性。对蒙皮拉形过程模拟仿真,实现"虚拟试拉",以便对其加载轨迹进行优化设计,避免盲目的试拉工作,节约材料,降低研发成本,缩短研发周期,提高飞机蒙皮拉形质量和生产效率。     

数字化环境下的拉形模制造

拉形模是成形飞机蒙皮的重要工艺装备。本文通过对拉形模传统制造工艺方法与现代制造工艺方法的比较,探讨了数字化环境下拉形模的设计和制造工艺以及新材料的应用情况。     

数控蒙皮拉形试验机系统开发与应用研究

拉形是飞机蒙皮成形的主要方式之一,为研究蒙皮零件在拉形过程中的变形行为,自行研制开发了1000KN数控蒙皮拉形试验机系统.系统采用电液伺服技术,实现了夹钳的水平转动、俯仰、拉伸动作,工作台可以形成任意角度上顶,能够完成飞机蒙皮零件成形所需的拉形轨迹.试验结果表明,系统具有较高的精度,符合大多数蒙皮零件的拉形试验要求,为开展蒙皮拉形过程控制和工艺研究提供了试验保障.     

数控蒙皮拉形试验机系统开发与应用研究

拉形是飞机蒙皮成形的主要方式之一，为研究蒙皮零件在拉形过程中的变形行为，自行研制开发了1000KN数控蒙皮拉形试验机系统。系统采用电液伺服技术，实现了夹钳的水平转动、俯仰、拉伸动作，工作台可以形成任意角度上顶，能够完成飞机蒙皮零件成形所需的拉形轨迹。试验结果表明，系统具有较高的精度。符合大多数蒙皮零件的拉形试验要求，为开展蒙皮拉形过程控制和工艺研究提供了试验保障。     

基于方差传递模型的飞机蒙皮拉形工艺稳健设计

在蒙皮拉形工艺中,由于诸多不确定因素的存在,传统最优工艺条件下的成形质量存在较大波动.针对该问题,将有限元分析和稳健设计有效结合,提出基于方差传递模型的飞机蒙皮拉形工艺稳健设计方法.分析蒙皮拉形中的主要质量缺陷及关键设计参数,考虑成形过程中设计参数的波动和噪声因子;基于有限元分析和响应面法给出蒙皮拉形工艺的质量缺陷指标...     

基于回弹的飞机蒙皮拉形模型面修模技术研究

回弹是飞机蒙皮成形中不可避免的现象,影响着零件的形状精度。通过模具型面补偿方法可以降低由回弹引起的形状误差。分析基于回弹补偿的飞机蒙皮拉形模具的修模过程,确定贴模度的计算和模具修模量的计算是修模过程中的关键技术。提出虚拟拉形中的贴模度定义以及计算贴模度的直接投影法和最近单元法,并分析这两种方法的特点,得出最近单元法优于直接投影法。同时,提出基于回弹补偿的虚拟修模计算公式,针对公式中贴模度映射到模具节点修模矢量的方法,提出一次投影法和二次投影法,并针对三类典型的蒙皮零件进行计算验证。结果表明,两种投影方法都是有效的,对最大贴模度的影响不大,但就多次修模的稳定性而言,二次投影法好于一次投影法。     

多向作用力状态下的前缘蒙皮零件成形方法的研究

蒙皮成形技术是航空航天制造领域的一项重要的加工技术,其先进程度是衡量一个国家飞机制造能力和水平的重要标识之一,因此研究蒙皮成形技术对于我国航空制造具有十分重要的意义。通过改变零件成形作用力,改善成形应力状态,充分发挥零件材料塑性;利用拉形成形和压形成形相结合的成形方法,对前缘蒙皮生产过程中存在的回弹问题进行生产性试验和测量分析,实现前缘蒙皮零件精准成形。     

考虑弯曲回弹的拉弯模外形设计方法

拉弯是型材弯曲成形的重要方法,可以有效减少回弹、提高成形精度,在飞机、汽车弯曲件成形中得到广泛应用。采用弯曲回弹理论分析,结合拉弯零件数字化模型,修正拉弯模模具轮廓;采用圆弧样条表示模具轮廓,给出了拉弯模合理外形的计算方法。在理论分析基础上,通过有限元分析方法计算拉弯型材的回弹量,评估拉弯模型面的回弹修正量及拉弯件校形余量的减少情况。为提高汽车和飞机拉弯件的质量和促进工装的数字化设计提供了合理有效的方法。     

FET600型拉形机运动控制参数计算方法

为实现FET600型拉形机夹钳钳口运动轨迹的可控化,研究了根据夹钳钳口运动轨迹计算运动控制参数的方法。通过分析FET600型拉形机的机构原理,建立了静态坐标系和动态坐标系的关系,分析说明了两种坐标系关系矩阵的求解方法,并由此建立了夹钳钳口运动轨迹和拉形机运动控制参数的转换模型。由实际飞机蒙皮拉形实验可知:该转换模型具有较高的计算精度,可实现拉形机运动控制参数的精确计算。     

基于精益生产方式的快速换模实践研究

快速换模是多品种小批量生产企业精益生产方式的重要组成部分。快速换模的核心是通过合并操作步骤和将内部时间转化为外部时间的途径缩短换模时间,有效地消除换模过程中的一些不合理操作流程和时间浪费,从而达到提高生产效率的目的。从250T硫化机快速换模的改进实例出发,通过分析换模时间对设备总体效率的影响,进而调查、分析、总结换模时间存在的浪费,对换模时间进一步缩短并重新安排换模流程,最终得出降低换模时间的优化方案从而提高设备综合效率。     

基于快速换模及其意义的研究

快速换模是通过工业工程的方法,将模具的产品换模时间、生产启动时间或调整时间等尽可能减少的一种改进方法。快速换模是精益生产的重要组成部分,对稳定产品质量,提高生产效率,降低成本起到决定性作业。笔者叙述了快速换模的意义,并通过某供应商的冲压换模为案例,系统地描述了如何实施快速换模。     

基于精益生产方式的快速换模研究

快速换模是模具生产企业精益生产方式的重要组成部分。快速换模的核心是通过合并操作步骤和将内部时间转换为外部时间的途径缩短换模时间,有效地消除换模过程中的一些不合理操作流程和时间浪费,从而达到提高生产效率的目的。以某轴承产品加工的换模为例,分析了生产过程中涉及的换模流程,找出了换模过程中的存在的流程问题以及调模过程中耗时较长的原因,提出了换模的具体改进方案,实践证明通过流程改进和优化能够有效提高换模效率。     

基于元模型重用技术的蒙皮拉形模具优化设计

针对目前航空钣金制造中,飞机蒙皮零件设计制造存在的多次重复建立系统模型问题,提出了一种基于元模型和重用技术的几何/分析模型全信息相关的设计方法。首先在ABAQUS中对蒙皮拉伸成形工艺和模具拓扑优化过程进行仿真模拟,分析结果文件并生成设计分析流;再综合比较系统模型的信息及特点,对元模型关键参数进行特征提取和操作分析,并将重用信息分别映射至三维模型和仿真模型,实现对元模型的多次调用。以某飞机蒙皮拉形模具CAD/CAE设计系统为例,分析了系统的设计框架和零件模型的构建模式,利用CAA语言和Python脚本开发出可应用于成形仿真模拟和模具拓扑优化的通用化程序,实现了面向设计模式重用的系统集成开发。     

一种毫米波天线反射面板精密成形的数值模拟

天线反射面板的成形方法对面板精度有着重要的影响。根据具有大面积、主动反射面的毫米波天线对面板的成形要求,提出了一种基于高精度模具、蒙皮开缝、真空负压和胶粘背筋的成形方法。建立了该成形过程的有限元模型,并利用接触算法实现了该过程的数值仿真。研究发现蒙皮开缝后能有效降低蒙皮内的应力水平。面板回弹引起背筋的不均匀变形是面板成形误差产生的主因。分析了面板形面曲率、蒙皮开缝长度和背筋高度等面板结构参数对面板成形精度的影响规律,为合理设计该工艺过程和提高面板的成形质量提供了重要依据。     

飞机蒙皮拉形模拓扑优化设计

将拓扑优化技术应用于大型飞机蒙皮拉形模的轻量化问题,可以解决传统拉形模设计中刚度与重量之间的矛盾。应用ABAQUS软件进行蒙皮拉形的非线性数值模拟,可以获取拉形模工作面的载荷数据。根据载荷数据选取的典型工况及给定的材料属性、约束条件等进行拓扑优化,将得到的拓扑优化结果进行模型重构,再对重构后的模型进行蒙皮拉形仿真,以验证模具的各项设计指标是否符合要求。以某型拉形模为例进行拓扑优化,并与传统设计的模具相比较,结果证明在同体分比的情况下,拓扑优化设计显著减小了模具的最大变形值和应力值。     

飞机蒙皮拉形机数字化控制的研究

对蒙皮拉形机的拉形工艺、设备进行了分析，介绍了示教/再现技术，并以国产MIL-2蒙皮拉形机为对象，采用可编程序控制器和示教/再现技术对传统蒙皮拉形机实现了数字化控制。     

飞机蒙皮数字化制造技术应用研究

随着科学技术的迅猛发展,以数字化为核心的制造技术给航空工业带来了史无前例的变革和飞跃。在飞机蒙皮制造领域,逐步形成了以数字量传递为核心,基于可重构柔性多点模具的蒙皮数控拉形技术、基于离线测量闭环形状控制的柔性模具数控拉形工艺优化技术以及可重构柔性夹持数控切边技术的飞机蒙皮数字化制造技术体系,成功实现了从蒙皮零件三维数模设计、工艺仿真和优化、数控成形、数字化检测到最终零件的柔性化、数字化和精确化制造。     

可重构柔性多点模具蒙皮拉形工艺设计系统

针对可重构柔性多点模具蒙皮数字化拉形中的钉柱高度计算和工艺设计问题,开发了可重构柔性多点模具蒙皮拉形工艺设计系统.给出了系统的功能模块和体系结构,研究了曲面空间定位、模面补充、钉柱调形高度计算、毛料尺寸及拉形轨迹计算等关键技术和相关算法.在CATIA环境下,采用组件应用架构二次开发技术,实现了系统的开发.通过对实际蒙皮零件的分析和计算,验证了系统的实用性和有效性.     

模拟退火算法在预连接孔排布中的应用研究

飞机蒙皮自动制孔技术得到广泛应用,预连接孔的工艺设计是自动制孔工艺设计中的重要环节。为了解决预连接孔工艺设计的不稳定性及提高其效率,把预连接孔的排布问题抽象为数学模型,应用并改进模拟退火算法,给出预连接孔排布优化算法及流程,解决算法收敛问题,利用CATIA二次开发技术开发出预连接孔快速排布模块,通过典型蒙皮件数模验证该方法的可行性。结果表明,该方法稳定可靠,运行效率高,有助于提升预连接孔工艺设计效率,提高飞机数字化装配水平。     

双曲度飞机蒙皮拉伸成形轨迹优化与验证

加载轨迹是决定飞机蒙皮拉伸成形质量的关键因素。对某双曲度蒙皮最大截面采用应变控制的方法，解析分析并推导出拉伸成形加载轨迹范围，并作为初始加载轨迹进行优化；采用最优化理论与算法和有限元数值模拟相结合的优化方法，以减小卸载回弹、提高贴模度为研究目标，以单元最大，主应变和厚度减薄率为约束条件，建立最优化数学模型，得到合理的拉伸成形加载轨迹；在自行研制的拉伸成形试验平台上进行优化结果验证，试验结果表明，成形零件贴模度、应变分布与厚度的均匀程度均有明显提高。