飞机高度表天线安装阶差优化改进实践

针对某型飞机高度表接收天线安装于飞机机腹时,其安装框外平面与机腹蒙皮外表面间存在0.5mm～2.5mm阶差的问题,从高度表天线结构、安装支架、飞机蒙皮外形、装配工艺等方面分析阶差产生的原因,对比分析了打磨高度表天线安装框、带应力安装、改进安装支架3种方案的优缺点,决定采用优化安装支架的方案.加工生产新的安装支架并进行装...     

面向精度提升与工艺改进的容差分配多目标模型融合方法

在现代机械产品装配容差优化过程中,多以简单加权求和的方式构建多目标容差优化模型,求解效果较差且与装配现场的适用性不强。鉴于此,以装配精度提升与工艺改进为目标导向,首先,考虑配合误差引起的零件上不同关键特征间的位姿变动,构建装配误差传递累积模型与协调尺寸链,精准预测装配误差与多装配体间的协调误差;其次,结合各制造环节误差数据与装配精度累积数据,分别建立加工成本、质量损失、修配成本3个单目标优化模型,并以此提出可避免容差数据优化失衡与优化方向偏离的多目标模型权重参数分配方法,构建多目标容差优化分配模型;最后,采用加速粒子群算法求解得到面向工艺性能提升的各组成环误差数值。以某型航天器分段式机翼对接装配优化为例,在改进产品定位装夹方式之前,机翼对接外形阶差与修配成本分别降低94.68%与83.49%;在使用外形卡板定位后,通过优化使上述两项装配指标分别降低11.21%与8.50%,有效地保障了产品型面装配精度与对接协调质量。     

含货舱门的大型民机机身段垂直坠撞仿真分析

建立了含货舱门的大型民机机身框段结构适坠性分析的全尺寸非线性有限元模型,模型中考虑了机身框、长桁、蒙皮、货舱及行李、客舱地板、客舱吊柜和座椅。利用该模型对机身框段进行了垂直坠撞仿真分析,坠撞速度为9.14 m/s,采用动力学软件MSC.Dytran进行求解,计算得到机身框段结构的变形和试验中各测量点处的加速度响应。计算结果与试验结果的吻合验证了所建模型的有效性。在该模型的基础上,对机身框段在不同滚转角垂直坠撞工况下的适坠性进行了分析。结果表明:在所计算的工况中,当飞机左滚12°和右滚8°坠撞时,机身结构破坏最严重,乘员承受的过载最大。货舱门结构增加了舱门侧的机身结构刚度,使机身结构左右变形不对称,含舱门侧的机身变形较小,含舱门侧的乘员承受过载较大。     

飞机门框装配工艺优化与研究

针对B767门框组件装配工艺及其装配流程做了详细分析,重点阐述B767主货舱门框部件装配、门框总装及其总装后下架的工艺流程,对主门框组件铰链结构互换性、蒙皮气动外形要求高、机加框对接误差小、门框组件体积大、下架及其翻转吊装存在困难等一系列工艺难点进行了重点分析和阐述.     

基于模型的大型曲面外形检测与评定

针对大尺度产品曲面外形检测效率低、精度与评定一致性差等问题,提出了基于模型的曲面外形检测与评定方法。针对飞机蒙皮外形检测,在分析大型曲面检测要求的基础上提出"双截平面法"的布点策略,基于隔框位置在蒙皮CAD模型上进行测点布局与检测路径规划。以激光跟踪仪测量结果作为数据支持,提出基于模型的"点-线-面"曲面综合评定方法:基于点的误差分布可视化反映蒙皮上各点的误差分布情况;线轮廓度反映蒙皮在隔框上的装配质量,是保证飞机外形准确度的关键;面轮廓度反映飞机蒙皮总体装配质量。基于模型的曲面外形检测与评定可快速地对蒙皮模型进行测点布局与路径规划,并能精确地评价蒙皮装配质量。     

货舱载荷对复合材料机身框段适坠性影响分析

针对复合材料飞机结构适坠性验证及适航审定需求,建立货舱地板下部为波纹板的复合材料蒙皮机身框段有限元模型及货舱货物刚体简化模型,研究其在7 m/s垂直坠撞条件下的适坠性能。通过与无货舱货物情况进行对比,分析货舱载荷对机身结构变形模式、加速度响应特性和机身结构吸能特性的影响,进而为飞机结构适坠性设计及分析提供参考。仿真结果表明,货舱载荷导致货舱下部波纹板严重变形,但吸能量增加,外侧座椅与地板连接处的加速度低于无货舱货物情况,坠撞过程中机身各部分结构吸能是同时进行的。     

支持无余量装配的容差语义建模技术研究

主流三维CAD系统侧重于产品的几何模型描述 ,其容差信息的描述方法对容差分析与综合的支持有限。容差设计是装配设计的主要工作之一 ,直接影响到产品的可装配性。航空产品研制过程中通常用工艺余量来补偿装配累积误差 ,不合理的余量将导致装配效益低下。因此 ,本文提出了一种新的容差建模方法———支持无余量装配的容差语义建模技术 ,建立了支持无余量装配的容差语义模型。本模型包含父子装配单元之间的从属关系、装配单元之间的约束关系和零件的属性等信息 ,采用统一建模语言 (UML)进行描述 ,并给出了实例对本方法进行了验证。本模型能够较全面地表达产品的设计意图 ,为余量优化设计、装配容差分析与综合提供必要的信息支持。     

飞机壁板件装配偏差的刚柔混合建模方法与应用

飞机壁板组件的装配质量影响飞机气动外形准确度,其装配变形规律复杂,传统的尺寸链方法主要考虑刚性装配偏差,精度不高。文中提出一种刚柔混合的装配偏差建模方法,采用确定性定位方法计算偏差源错综复杂的刚性偏差,及有限元模拟计算蒙皮因法向刚性小而产生的柔性变形,合理预测壁板外形轮廓度,并对超差尺寸进行基于敏感度分析的容差优化,最终实现对外形偏差的控制。在某国产飞机壁板试验件的装配偏差分析中得到验证。     

基于飞机装配的热变形误差分析方法

通过分析飞机装配过程中受环境温度影响的相关因素,总结出一整套有关装配、对接工艺中关键测量点的综合热变形误差分析方法。采用从零件到整体、从无约束条件到有工装约束条件的思路得出关键测量点在各个方向的最终位置偏移量,并以蒙皮装配过程与客机机身对接过程为例,验证上述方法的有效性。     

基于虚拟配合面的带平面度零件装配容差分析

为实现平面配合装配中尺寸容差与平面度容差的耦合分析,构建了虚拟配合面,借助微动平面实现虚拟配合面的参数化表示.基于虚拟配合面,将平面度容差分解为配合中待装配零件在参考坐标系中沿装配方向的平动及其绕坐标轴的转动,平动分解量为平面度容差值,而旋转角度则由平面度容差与配合面的尺寸确定.建立了装配体全局坐标系,构造空间矢量尺寸链,将平动量和转动量映射到尺寸链中,完成了装配容差分析.通过某型飞机机翼组件验证了所提方法的有效性.     

浅析后背门的旋转装配对外观品质的影响

后背门与侧围的间隙段差匹配是影响后脸感知质量的重要因素,通过使用二维尺寸链对后背门风挡玻璃、侧围进行间隙段差分析,并介绍后背门装配过程中旋转对间隙及段差的影响,最后结合3DVA仿真分析软件对装配过程进行三维仿真,对旋转因素的影响进一步的完善和论证。     

软模用矩形容框的设计与优化

建立了容框工作状态下的力学模型,对容框进行了受力分析,通过理论计算、有限元模拟分析以及对容框转角处圆角半径的优化,得到了在许用应力下容框内形尺寸与外圆半径的函数关系。最后,应用该函数关系对软模成形容框进行了设计和校核。     

飞机结构铆接装配中机械加工件的公差确定

随着飞机外形要求与机械加工技术的提升,许多机加零件代替了钣金零件,常用的公差标准难以满足飞机的装配要求,需要对其公差再次分配。为此分析了某一横梁在U型框中装配的间隙和阶差,总结造成超差的主要原因,对机加零件的公差进行再分配,满足了装配要求并提高了飞机装配效率。     

基于3DCS的大型客机主起落架收放机构容差分析

为了提高起落架的装配准确度,保证起落架的装配性能,以正在研发的大型民机主起落架为原型,对起落架容差的改进设计进行了研究。以传统容差设计为基础,建立了容差分析的数学模型,运用尺寸链分析方法进行理论分析;同时基于3DCS软件,建立了容差分析的仿真模型,并对起落架进行了容差仿真分析。通过理论分析与仿真分析的结果对比,改进了容差设计。基于传统设计方法的容差设计结果通常情况下并不是最优解,可通过3DCS软件仿真分析对传统容差设计结果进行改进设计。     

机械产品装配偏差分析方法研究进展与展望

机械产品装配是制造过程的最终阶段，装配质量对机械产品的服役性能和可靠性有直接影响。建立合理的数学模型描述机械产品装配过程中的偏差传递、累积和淹没规律，对产品的容差设计与故障诊断，并进一步提高产品性能和服役周期具有重要意义。归纳并总结了现有机械产品装配偏差分析的理论方法，从基于刚性假设的偏差分析与考虑柔性变形的偏差模型两个方面系统地论述了目前机械产品装配偏差传递分析的研究进展。刚性偏差分析围绕尺寸链模型与确定性定位模型展开，并对基于尺寸链理论的雅可比旋量方法做了详细介绍与具体的应用分析。对于主流的柔性装配偏差传递建模方法，详细论述了影响系数法与装配偏差场传递模型的理论建模过程与及其应用范围，并从大型结构装配的现场应用出发，对装配偏差场传递模型进行了具体的案例分析。针对目前航空航天等领域机械产品大尺寸、高承载的发展趋势，提出了对于局部刚性整体柔性的大型结构装配偏差预测的难点以及研究展望。     

2A14铝合金机加框铆接裂纹分析及工艺优化

某运载火箭2A14铝合金机加框与蒙皮铆接一周后,发现零件外表面圆角附近出现多处裂纹。通过对零件的生产工艺流程分析、裂纹试件理化分析与铆接工艺试验等,确定了裂纹产生的主要原因:铆钉距离圆角较近,框环在连续的铆接冲击载荷下造成变形集中,材料超过塑性变形极限在圆角位置产生裂纹。文中针对铆接缺陷问题从产品结构和工艺装配过程提出了改进措施。     

两半圈轴承零件结构与工艺分析

本文以三点或四点接触的两半圈轴承为例,从工艺及轴承结构参数角度就影响接触角变化的诸因素作一分析,指出,在诸因素中,影响接触角最大的因素是套圈高度尺寸容差及沟曲率中心横坐标容差,沟曲率半径容差次之,钢球直径容差影响最小。而在装配时,钢球与两半套圈沟道实际接触点的位置(尺寸)是造成返工试配的主要原因。作者提出应对产品设计标准中所规定的套圈高度尺寸容差和沟曲率中心横座标容差进行修正。附图6幅,表5个。     

CFRP及叠层结构螺旋铣孔专用刀具切削性能评价

碳纤维增强复合材料(CFRP)及由钛合金Ti-6Al-4V和CFRP组成的金属复合材料叠层结构广泛应用于现代航空工业。大型客机结构件之间主要通过铆接和高锁螺栓连接,根据波音与空客公司发布的数据显示,最新一代B787与A380上装配孔的数量已超百万,装配过程中的制孔效率与质量直接决定了客机整体装配效率及关键结构件的疲劳寿命,从而间接影响了客机的生产成本以及飞行可靠性。随着飞机数字化装配的快速发展,传统的钻孔工艺会产生很多加工缺陷,工序复杂,加工孔质量不能满足要求,因此,有必要优化制孔工艺,设计新型专用刀具。本文通过研究螺旋铣孔运动学特性,分析螺旋铣孔的工艺特点,设计了一种新型螺旋铣孔专用刀具,并以加工过程的轴向切削力、出入口加工质量以及刀具磨损为评价指标,验证该新型专用刀具的切削性能。结果表明,专用刀具在干切削条件下能够实现复材孔无分层、钛合金孔无毛刺加工,大幅提高刀具寿命,解决了传统立铣刀对CFRP及CFRP/钛合金叠层结构进行螺旋铣孔时刀具寿命低、加工质量差等问题。     

基于数字化测量技术的装配阶差间隙预测方法

提出了基于数字化测量技术的装配阶差间隙预测方法,并以舱门-门框装配为例进行了详细阐述.首先介绍了摄影扫描组合测量方法的原理及测量流程;接着以飞机舱门装配为例,从约束关系建立、位姿调整和阶差间隙求解3个方面详细阐述了数据分析步骤;最后以某型飞机舱门试验件为验证对象,对装配阶差间隙值进行了预测分析,并将预测值与装配后的实测...     

基于公差图的飞机部件交点装配数字化协调方法

为适应数字化协调和坐标点数字化测量设备在飞机装配中的广泛应用,以飞机部件交点装配为研究对象,提出基于公差图的飞机部件交点装配数字化协调方法。首先,将装配特征几何要素映射为欧氏空间中的点,建立特征公差域与公差图之间的映射关系,将特征几何要素变动映射为欧氏空间中的公差图。再对公差图进行降维,以获得特征几何要素变动的2维和3维空间域。然后,针对部件交点装配的协调要求,构建各交点轴线的公差图,用同一基本单形统一表示各交点轴线的公差图。接着,利用闵可夫斯基和方法对统一后的公差图进行累积,得到协调要素的累积公差图。并依据累积公差图和交点轴线公差图的几何关系进行公差累积与分配。最后,以叉耳式机身—机翼交点对接装配为例进行公差分析。应用实例表明,该方法直接以点空间坐标作为误差累积和公差分配的对象,可满足面向点测量模式的数字化装配容差控制需要,为部件交点装配数字化协调提供了一种新途径。