基于Witness的机载薄壁类光电组件装配生产线仿真与优化

传统的薄壁类光电组件产品由单名工人完成装配,生产效率低,产品质量不稳定,为了解决这一难题,建立一条离散型生产线。文章基于实际数据建立生产线模型,利用Witness对其进行仿真,分析结果发现装配线存在不平衡和整体利用率过低的问题,然后根据分叉法得到装配生产线的优化方案,最后根据该方案建立新的仿真模型,再次利用Witness来验证优化方案,结果表明优化后方案较最初方案装配生产线效率提高29.5%。说明采用分叉法对装配线进行优化是可行的,有效的提高了薄壁类光电组件的生产率。     

铝合金薄壁构件表面加工应力的仿真与应用

为了研究薄壁构件加工变形情况,基于特定工艺实验,提出一种外场施加表面应力的建模方法。根据零件加工应力测试实验,测得试样已加工表面应力和变形。运用MSC. Marc非线性有限元软件建立了铝合金厚板热-力准耦合模型,并运用"生死单元"技术得到薄壁框架件。分析实验表面加工应力分布特征,以细化薄壁件模型表层网格,依据圣维南原理,通过对表面局部逐块施加外场力模拟真实表面应力场。将仿真计算变形与实验对比,并进行重复性验证。结果表明:模型计算与实验结果吻合较好,两者应力值偏差小于15%,变形偏差小于20%。说明针对特定表面处理工艺进行仿真时,采用局部单元施加外场力取代繁琐的材料热力-塑变铣削计算方法,可以有效提高有限元计算效率。     

新型飞机用铝合金薄壁件的选区激光熔化成形研究

高效率、短流程、一体化成形复杂金属件对新型飞机结构优化、成本降低具有重要意义。针对飞机用复杂薄壁零件开展选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形AlSi10Mg合金设计优化和工艺研究,讨论了激光功率、扫描间距、保护气氛和热处理温度对成形质量的影响。结果表明,在较优工艺参数下,SLM成形AlSi10Mg合金组织致密,孔洞少,沉积态室温拉伸性能相较于铸件有明显提高;零件内部与表面质量良好,热处理后零件侧壁各方向尺寸与设计值正负偏差在0.2 mm以内,满足新型飞机复杂零件装配设计要求。     

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。     

基于时序变动偏差的公差分析法

为了对产品的质量和性能精准预测,文章提出了基于时序变动偏差的公差分析法。该方法考虑了工况下时序变动偏差,如随时间变动的零件变形偏差以及连接副间隙引起的零件间随时间变动的配合位置偏差,对装配体关键尺寸的影响。借助动力学仿真软件得到工况下零件承受载荷和连接副间隙导致的配合位置偏差,有限元软件分析零件在工况下的变形偏差,并集成到公差分析的向量环模型中,获得基于时序变动偏差的公差分析数学模型。然后用蒙特卡罗法计算出不同时刻关键尺寸的分布。相比传统公差分析方法,更为真实精确的预测了产品的功能特性。以发动机的曲轴滑块机构为例,验证了该方法的有效性。     

基于NC物理仿真的钛合金薄壁件颤振预测研究

针对钛合金薄壁零件在铣削加工过程中存在的切削颤振问题,以多框类零件为对象,建立了基于NC物理仿真的钛合金薄壁零件颤振预测模型,解决了钛合金零件在工艺准备初期即实现颤振的预报。首先通过试验与仿真相结合的方式,获取工艺系统的颤振稳定域,并进行稳定域内参数优化;其次通过建立有限元模型,进行零件模态分析,获取零件加工过程中的动态特性,确定最优刀具路径;最后利用NC物理仿真软件对零件进行切削过程仿真,预测切削过程中颤振是否发生。结果表明,通过此类技术,可直观有效地跟踪加工过程,提高薄壁件加工稳定性。     

基于PCM/CAE集成的虚拟装配检测及工艺优化

开发了基于点云模型(PCM)/CAE集成的虚拟装配检测系统,将PCM与CAE模型进行了集成。聚焦虚拟装配检测过程中的误差分析问题,研究了基于仿真的零部件制造与装配误差分析方法。为了使一个存在各种变形与制造误差的零件达到理想或设计目标的装车状态,采用了多目标优化方法,实现了基于CAE仿真的虚拟装配分析与装配工艺优化。     

轿车白车身点焊装配过程有限元分析

在轿车白车身制造过程中，零件冲压制造偏差与工装夹层偏差引起零件在点焊前存在初始间隙是不可避免的现象，考察车身点焊装配特点，建立反映车身零件点焊的电极与零件1/2轴对称模型，利用有限元方法对电极力作用下的接触、零件变形及点焊点、热过程进行数值分析，进而完成装配间隙条件下的接触变化和点焊瞬态热分析，并为白车身装配偏差研究提供了简化依据。     

基于多Agent的复杂传动件虚拟装配系统研究

目前虚拟装配系统存在人机交互度低和配置复杂难解决实际问题等弊端,以多级齿轮传动件为对象,将各虚拟零件均设置为一个Agent,提出了一种基于多智能体的复杂多级传动件的人机交互系统的情境装配模型。开发了基于多Agent的复杂传动件装配系统。能按照用户需求进行零件精准装配定位、动力学运动仿真、学习装配知识、装配效果评价等。为复杂传动件提供了虚拟装配、碰撞检测、知识学习及决策的仿真系统,能够提高系统的智能性、人机交互度与装配效率。     

基于偏差向量的机器人装配系统零件抓取精度分析

应用偏差向量描述了影响机器人抓取零件过程的各种误差，提出了计算零件抓取成功性方法，在引入手爪的偏差矫正能力的概念后，建立了确定零件抓取精度的模型，该模型适合于各种零件抓取过程，是研究机器人装配系统的装配精度和装配质量的基础。     

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。     

Prediction of welding distortion during assembly process of thin plate structures

0IntroductionApplication of welding process in fabricating largestructures offers several advantages over mechanical joiningmethods such as improved structural performance,flexibil-ity of design,weight reduction and cost savings etc.Inship and automobile …     

基于有限元法的薄壁变形机匣件限位检测方法研究

为了提高带有形位误差的薄壁机匣件使役性能,研究了一种限位检测方法,通过改变约束表面的约束方式来探究约束表面和相关表面的变形规律。不同的约束方式对约束面都能够起到限位作用,限制量为0.064 mm,对相关表面的限制量为0.052 mm。只考虑单一约束因素时,压板位置的改变对约束表面的限制作用比压板数量和压紧力大。综合考虑3个因素,压紧力较大、压板数较多,压板压在接触面变形较大位置的可能性就较大,对约束表面的限位效果较好。结果表明:模拟装配的预测值与实测值相对误差在10%以内,有限元模型准确有效,能够预测机匣件的装配情况,提高机匣件的装配质量,为加工制造端提供反馈信息。     

基于模糊自抗扰的镜像加工稳定支撑控制北大核心

针对大型薄壁零件镜像加工过程中的稳定支撑问题,提出了基于模糊自抗扰的力/位混合控制策略。通过支撑-工件系统模态锤击实验,分析了磁流变集成支撑装置线圈中电流变化对系统模态参数的影响。设计了支撑侧基于模糊线性自抗扰控制(FLADRC)的力/位混合柔顺控制策略,通过MATLAB/Simulink仿真实验平台建立了系统控制模型并进行了仿真分析。仿真结果表明,相较于传统PID控制,FLADRC对目标函数跟踪速度快、误差小,鲁棒性与自适应能力强。通过薄壁件镜像铣削实验验证所设计控制策略的有效性。研究结果表明,该控制策略可有效维持工件加工时支撑侧的稳定支撑。     

基于有限元分析的薄板零件铣削加工误差分析与补偿技术研究

分析了薄板类零件的工艺特点和加工难点,针对薄板类零件加工中的变形,用ANSYS有限元分析软件进行了定量分析。将有限元软件的分析结果,与三坐标测量机的测量结果进行比较,证明了基于有限元分析的误差分析方法是合理的。对加工误差的补偿方法作了简单分析,并提出了研究方案。     

基于数字孪生的智能装配车间管控模式

基于数字孪生的智能装配车间技术是一种未来装配车间生产管控新模式,针对机翼装配车间生产过程中装配工艺路线复杂、资源利用率低、装配效率、质量低等问题,提出基于数字孪生的智能装配车间管控模式,通过构建真实装配车间、孪生装配车间和装配车间管控系统协同作业的智能装配车间,在实现资源位置信息、装配流程信息、装配质量信息实时采集的基础上,利用Euclidean距离算法、Markov方法、Manhattan距离算法等实现装配车间资源优化调度、装配流程和质量控制。最后,以某型号机翼装配车间为例,对智能装配车间管控原型系统进行应用验证,为提高复杂产品装配效率、质量以及实现装配流程控制提供技术途径。     

飞机钛合金接头零件耳片槽加工方法研究

飞机钛合金接头类零件耳片槽加工一直困扰着航空制造企业。针对飞机钛合金接头零件耳片槽加工难点,深入分析导致耳片槽加工质量差的原因,并对钛合金接头零件耳片槽加工进行了多种加工验证,提出一种去应力式耳片槽常规加工方法,并设计一套用于接头零件加工的铣削装置,在实现钛合金耳片槽快速加工的同时,有效保障了接头零件耳片面表面质量,消除了接头零件耳片收口现象。     

Wavelets-based method for variation analysis of non-rigid assemblies

This paper proposes a new method based on wavelets analysis and finite element method (FEM) for the variation analysis of non-rigid assemblies. It is well known that the part fabrication variation, coupled with the part's deformation during the assembly process, is one of the main factors affecting the assembly quality. But little investigation has been done on how component variations with different scales contribute to the final dimensional variation of non-rigid assemblies. The proposed approach takes the part variation as a signal and applies wavelets transform to decompose it into different scale components. The deformation of non-rigid assemblies that corresponds to these different scale components is calculated by using FEM. Since the part variation is resulted from manufacturing, manufacturing engineers can apply this method to get valuable information to avoid major variation causes in manufacturing process and make a better process plan. The proposed method is illustrated through a case study on an assembly of two flat sheet metal parts.