基于神经网络的数控铣削变形预测

数控铣削加工变形问题一直是自动化制造领域的瓶颈问题。铣削过程的复杂性及引起变形的多因素性使加工变形问题很难得到精确的解析解。本文在相关课题研究的基础上 ,将自动控制领域的前沿科学———人工神经网络引入该问题的研究进程之中 ,采用三层反向传播BP网络模拟铣削参数与变形间的非线性关系 ,为加工变形预测及进一步实现变形控制提供科学依据。     

复合三角Bèzier曲面的裁剪

利用三角Ｂèｚｉｅｒ曲面片的保凸性和可分割性,解决了初始交点计算、迭代收敛等问题;通过求近曲面点、边界点跨越等过程,由一个初始交点出发跟踪计算跨越许多曲面片的整条交线;将各交点作为型值点插入曲面中,对三角网格进行局域三角化,以交线为界限进行分离,重新生成两张复合曲面,实现了裁剪的目的;基于次边界环和重新分布边界点的计算,改善了狭长三角形对整张曲面的性态影响．测试显示,上述方法简单可靠,满足了反求工程ＣＡＤ建模的要求     

机翼数控定位器布局及行程优化

针对机翼部件装配后姿态调整和精加工的需求,研制了可用于支撑多种机翼的三坐标数控定位器,并对定位器在数字化调姿及精加工平台上的布局及其在平台内投影的行程进行了分析;根据定位器行程在平台上的投影为长方形的特点,建立了数控定位器行程的优化函数,利用遗传算法计算出定位器的最优布局和行程范围;最后,通过实例对分析方法进行验证.结果表明:所提出的方法是可行的,为机翼柔性支撑中定位器的布局和结构设计提供了依据.     

飞机自动化对接装配系统的故障维修决策

为保证飞机大部件自动化对接装配的安全性、可靠性和经济性,提出了面向装配系统现场设备的故障维修策略。在分析维修目标的基础上,构建了维修决策的数据模型。通过层次分析法、残缺判断矩阵处理机制和相容矩阵分析法,实现了设备故障实例各准则和指标权重的合理配置。基于数据标准化技术,由失效模式与影响分析故障描述,导出了故障风险度的评价模型。针对不同类别设备可靠性设计的差异性,引入综合维修模式,采用灰色聚类实现维修决策。该决策已应用在飞机大部件自动化对接装配系统中,提高了系统稳定性,降低了设备故障风险,同时控制了维修费用,并形成了维修策略知识库。     

飞机大部件调姿机构磨损预测模型的构建与仿真

针对飞机大部件调姿机构球铰磨损量预测问题,提出一种含间隙的球铰磨损模型.根据球铰的几何结构构建运动学模型;采用含迟滞阻尼系数的连续接触力模型与改进Coulomb摩擦力模型建立球铰的动力学模型;结合Archard方程建立球铰的磨损模型.为了能够获得接触表面的磨损分布情况,将磨损表面离散,借助Hertz接触理论计算接触力的分布,并以离散后的单张曲面为单元分别计算与保存单张曲面磨损量.针对一种四定位器的调姿机构,模拟调姿过程进行仿真计算,结果显示：单个球头表面磨损分布并不均衡,4个球头之间的磨损分布情况类似,但是磨损量存在一定的差异.该磨损模型能够用于调姿机构寿命的预测,并对调姿机构的机械设计提供参考.     

用于飞机数字化装配的浮动入位装置

针对飞机组件、部件的无应力入位问题,提出一种浮动入位方法,设计浮动入位装置.介绍飞机部件的定位器支撑布局,论述部件姿态调整对工艺球头入位形式的要求|提出浮动入位装置的技术要求,将浮动入位装置划分为直线移动模块、浮动锁紧模块和球头入位模块,对锁紧机构进行分析,并对装置的关键受力部位进行校核|最后,对2种浮动入位装置进行分析与比较.分析结果表明,该装置具有良好的入位适应性,可以有效释放组件、部件入位过程中的内应力,能够提供足够大的锁紧力并且不对飞机组件、部件的姿态产生破坏.     

基于特征点自动识别的B样条曲线逼近技术

提出一种实用的用三次B样条曲线逼近稠密且带噪声的二维断面数据点列的算法。剔除数据点列中的重合点并对其进行均匀弧长重采样处理后,利用相邻点拟合圆弧的方法来近似计算各数据点的离散曲率值,并根据相邻点之间的离散曲率符号变化情况及相近点之间的曲率值和曲率差分关系自动识别出断面数据中绝大多数的特征点(拐点、折痕点、曲率极值点)。构造插值于特征点的B样条曲线,并在逼近误差最大处插入新的插值点。重复这一过程,直到逼近误差小于预先给定值,从而得到最终插值点列并构造相应的B样条曲线。试验结果表明,所构造的曲线节点数目及其分布合理,能够很好地反映原始断面数据点列中的细小特征部分。该算法具有速度快、逼近精度高等特点,可广泛应用于二维断面数据的曲线重建。     

针对大部件位姿调整、装配的一种随动固持方法

在飞机等大部件位姿调整、装配应用中,如何保持调整后的位姿并对大部件进行可靠固持一直是个技术难题。提出一种基于低熔点合金相变原理的大部件随动固持方法,并制造了称之为随动定位器的专门固持工装。将圆筒状金属体中的低熔点合金加热熔化,将与大部件刚性连接的心轴插入到液态低熔点合金中,液态低熔点合金冷却、固化后,锁紧与圆筒状金属体刚性连接的内筒,即可在大部件位姿不发生改变的条件下实现对其可靠固持。将低熔点合金加热熔化就可以释放与大部件刚性连接的心轴,使大部件恢复到调姿状态。通过低熔点合金材料性能试验、随动定位器固持强度试验、冷缩过程横向附加作用力试验、有限元计算,证明所提方法简单、易行、可靠。     

飞机数字化装配机翼姿态评价及调整方法

为了解决飞机数字化装配中翼身交点位置准确度和机翼水平测量点高度准确度评价依据不一致的问题,提出基于分步求解策略的机翼姿态评价及调整方法.根据翼身交点孔的测量数据计算并调整机翼姿态以满足交点的位置要求,以交点精加工余量计算机翼姿态所允许的调整范围.在满足水平测量点高差要求的前提下,计算所需调整的最小角度.为了验证该算法的有效性,开发相关的软件功能模块,已成功应用于某型飞机机翼姿态的评估和调整.     

三坐标定位器部件刚度配置方法

为满足机身调姿工装的定位精度要求并兼顾调姿工装的制造工艺、成本等要求,建立三坐标定位器部件刚度配置与机身位姿误差、变形之间的关系模型,提出三坐标定位器的部件刚度配置方法,给出三坐标定位器部件刚度配置的评价标准与流程.对机身的位姿误差、变形进行参数化定义,将调姿工装有限元模型与定位器空间定位误差模型结合,用于计算机身的位姿误差、变形.以典型的五次多项调姿路径为例,计算不同的刚度配置条件下机身的位姿误差、变形,并进行正交试验分析,得到三坐标定位器部件刚度配置的约束条件,以三坐标定位器的重量为优化目标,给出一种刚度配置.计算结果表明,经刚度配置优化后,三坐标定位器的重量可减少2.1 t.