基于DELMIA的装配过程仿真及其在飞机数字化柔性工装设计中的应用

飞机数字化柔性工装因其结构设计的三维化和复杂化以及装配工艺的数字化等原因,使得装配过程仿真成为飞机数字化装配及工装结构设计的必要手段。基于装配工艺文件映射技术和装配过程仿真模型,通过装配工艺过程及机构运动集成仿真技术的突破,实现了飞机复杂的结构件数字化装配过程的仿真。以某型机部件数字化柔性工装设计与装配仿真过程为例,通过机翼前襟翼部件装配过程仿真及其柔性工装运动仿真,探讨了DELMIA软件在飞机装配仿真及柔性工装设计中的应用。     

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。     

多点技术在飞机板类部件制造中的应用

多点技术是一种机电一体化的柔性制造技术,其核心是高度由计算机控制的基本体单元。多个基本体单元紧密排列在一起,构成型面可变的多点模具,用于板类零件成形。由于多点模具型面可由计算机任意调整,可代替传统模具用于不同形状的飞机板类部件的对压成形、蒙皮拉形等。基本体单元按照一定距离排列在一起,构成多点柔性工装,不仅可用于飞机大型板类零件成形后的测量、切割等操作的支撑与定位,还可用于飞机部件的柔性装配过程。应用多点技术,可以实现飞机板类部件生产过程的数字化。     

多点成形技术及其设备的发展

多点成形压力机是板材三维曲面成形的先进制造设备,该设备利用其本身的”柔性”特点．无须换模就可实现各种曲面的成形,从而实现无模、快速、数字化制造。运用分段多点成形技术,可以实现利用小设备成形大型件,尤其适合于大型板材的成形。该技术现已应用于高速列车覆盖件、医学工程颅骨修复体、轮船甲板、飞机蒙皮以及建筑装潢等零件,多点成形设备为三维曲面板类件生产提供了新的成形方法和思路。     

基于OPC的飞机数字化柔性装配语言系统

为实现飞机数字化柔性装配工装的计算机控制,通过基于OPC通信技术实现了面向数字化柔性工装的编程语言系统,该语言系统通过装配系统监控状态、装配工艺编辑状态以及装配工艺执行状态等三个状态实现工装系统的数字化柔性计算机控制。最后通过本语言系统构建安装于某型飞机的壁板组件装配预定位工装的软件平台,实现了该工装的状态监控、运动控制以及工艺编辑与控制。     

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。     

基于数字化的蒙皮拉形加载轨迹优化与应用

针对飞机平尾前缘蒙皮零件,提出了利用数字化的方法进行拉形加载轨迹的优化思路.首先,计算出零件成形所需的拉伸率和包覆角,应用飞机蒙皮拉形工艺设计与制造系统对加载轨迹进行仿真,优化得到了成形精度高的钳口运动轨迹;其次,将运动轨迹转化为边界条件,利用Pam-stamp有限元模拟分析了拉形后的减薄和贴模情况,以说明优化后的加载...     

可重构柔性模具蒙皮包覆拉形仿真系统开发

针对飞机蒙皮拉伸成形工艺中的包覆成形方式,基于有限元软件PAM-STAMP 2G平台,利用其二次开发工具Stamp Tool Kit,开发蒙皮拉形工艺仿真专用系统.将复杂的前置处理过程进行封装,可方便地对带弹性挚层的可重构柔性模具蒙皮拉形包覆成形过程进行弯曲、成形、切边及回弹过程模拟.系统实现了对飞机蒙皮拉形成形质量的预测,有较强的实用性和可靠性.针对所开发的系统,研究了不同挚层厚度对抑制成形板料表面压痕的规律,发现对于可调钉柱其截面尺寸为30 mm×30 mm的柔性模具,垫层厚度大于等于25 mm时可达到很好抑制表面缺陷的目的.     

蠕变时效成形工装设计研究

蠕变时效成形技术在航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造上具有独特优势,被认为是大型飞机重要的金属成形工艺之一。介绍了蠕变时效成形工装的技术要求,针对蠕变时效成形时的特点,结合成形工装的设计要求,设计制造了基于机械加载式成形工装和基于气压加载且自备加热系统的成形工装,两种工装既简单又实用,特别是后者具有较强的工程应用价值。经蠕变时效成形后的零件材料力学性能有所提高。     

大直径薄壁导管数控弯曲成形技术浅析

大直径薄壁导管是飞机的关键零件之一,对于大型飞机的制造意义重大,数控弯管技术是其成形的主要制造工艺。通过对大直径薄壁导管数控弯管技术进行基础数学分析、工艺技术分析和试验结果的分析,总结出计算机控制的数控弯曲成形的数学基础、回弹补偿、工艺参数等初步的结论。     

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。     

基于数控机床的金属板材无模单点渐进成形研究

针对金属板材无模渐进成形技术存在的设备成本高、支撑不易制作等问题,探讨了利用数控机床实现金属板材无模渐进成形的方法;研究了与此相关的成形夹具设计、支撑制作和成形加工轨迹生成等方法;通过成形加工实验验证了该方法的实用性.     

数值模拟对薄板冲压成形工艺设计的优化

成形数值模拟是板料冲压加工领域中的虚拟制造技术。通过研究薄板冲压成形数值模拟关键技术(弹塑性本构关系、单元技术以及积分求解策略)，将一个简单零件的拉深模拟所进行成形工艺参数的优化设计，应用在某轿车结构件——风窗横梁加强板，根据数值模拟的计算结果，通过修改坯料尺寸、压边力和拉深模压料面形状等工艺边界条件，来实现复杂拉深件成形工艺参数的优化设计，最终获得符合质量要求的产品拉深件。     

大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺优化

拉伸成形工艺是飞机蒙皮零件的基本成形方法.针对某大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮进行了拉伸成形工艺研究和优化.为了保证数值模拟的准确性和可靠性,进行了材料性能测试试验,获取了该蒙皮多道次加工时每一道次、不同热处理状态下的材料性能.通过数值模拟,研究了拉伸成形工艺参数包括各道次拉伸量、上模压力、合模间距对贴模和回弹的影响规律....     

航空钛合金锻造技术的研究进展

综述了近年来国内外航空钛合金锻造技术的研究进展,介绍了等温锻造技术、精密辗轧技术、大型复杂构件整体成形技术、锻造工艺模拟等国内外研究情况,并讨论了航空钛合金锻造技术后续的研究方向。等温锻造技术应深入研究构件热处理技术、模具设计与制造技术、加热与润滑防护技术;精密辗轧技术应深入研究薄壁环件精确环轧技术、自动控制技术、轧制胀形用工装与模具设计技术、设备控制软件开发技术;大型复杂构件整体成形技术应深入研究复杂构件的增量加载精密模锻技术、多向精密模锻技术、大型锻件组织性能均匀性控制技术及复杂结构件精密制坯技术;同时,应系统开展锻造工艺与装备数字化技术的研究与推广应用,建立基于数值模拟技术的锻造工艺设计方法。     

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。     

多点成形技术的发展和应用

多点成形技术是柔性成形技术的一种,便于实现准确的数字加工,因此在各行业尤其是造船业意义重大。根据已有技术和最新技术进展详细介绍了多点成形技术的组成,基本体群的形状排列,加工缺陷和对策,串行并行液压3种调形方式和加载系统,闭环、分段和多点与渐进结合的成形方式,以及多点成形技术的发展动态,目前存在的问题和建议。     

粘介质成形工艺特点与应用分析

简要介绍了近来出现的利用粘性介质传压进行冲压成形的一种新工艺。通过粘介质成形实验与以水为介质的液压成形模拟的对比分析,得出了ＶＰＦ过程中的一些工艺特点,并分析了ＶＰＦ工艺在飞行器制造中的应用前景。     

Research on continuous multi-point forming method for rotary surface

In order to realize high efficient and flexible manufacturing for 3-D surface, continuous multi-point forming (CMPF) is researched. Firstly, principle of CMPF is described, and its characteristics are analyzed by comparing with the conventional spinning methods. Secondly, FEA model of CMPF for disc-shape surface is established, forming load is analyzed theoretically, equivalent stress and plastic strain distributions of disc-shape surface are analyzed. Thirdly, wrinkling is analyzed through simulation results. Fourthly, forming process of tube-shape surface is studied. Finally, CMPF equipment is developed, and experiments are carried out. Results indicate: For disc-shape surface, equivalent stress in regions of center fixture and flexible roller exceeds yield stress; the maximum plastic strain is generated in center region; plastic strain in region of flexible roller takes the second place; shell elements in wrinkling region generate tangent direction compress deformation. For tube-shape surface, maximum value of equivalent stress appears in region of flexible roller; plastic strain field presents annular distribution, its maximum value appears in marginal region. Measure results of curvature radius of disc-shape surface and tube-shape surface almost accord with simulation results. Simulation results of stress field, strain field and wrinkling almost accord with practical situation.