夹具设计的冲突解决模型研究

为了提高夹具设计的效率,以TRIZ(发明问题解决原理)理论中的冲突解决原理为基础,结合夹具设计准则,通过对大量的夹具设计实例进行分析和归纳,创建夹具设计准则与标准工程参数关联表,缩小标准工程参数的查阅范围,提高分析效率,并建立夹具设计的冲突解决模型,以航空发动机叶片测量夹具的设计实例验证了夹具设计冲突解决模型的合理性以及实用性。     

集成TRIZ的机加夹具方案公理化设计

目前在制造企业中,机加夹具方案设计多依赖于设计者的经验,对已有夹具实例的重用度不高,整个方案设计过程缺乏科学的理论框架作为指导。针对该问题,将公理设计(AD)理论和发明问题解决理论(TRIZ)相结合,提出了集成TRIZ的机加夹具方案公理化设计方法。在构建机加夹具多级实例库的基础上,设计了机加夹具功能-结构分解与映射算法,将夹具方案生成过程转化为基于功能需求检索多级夹具实例的过程,从而可快速生成机加夹具初始方案,之后运用AD独立公理对初始方案进行耦合性分析,确定存在耦合的夹具功能;通过构建机加夹具方案设计属性与TRIZ冲突矩阵39个工程参数之间的关联表,将耦合夹具功能快速转化为TRIZ工程参数,并运用TRIZ冲突消解工具解决机加夹具方案中的功能耦合问题;提出了基于模糊信息公理的机加夹具方案评价方法,分别计算定性和定量的夹具评价指标的信息量,为夹具方案的优选提供科学的决策依据。最后以某航空发动机机匣铣削夹具的方案设计为例,验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于UG软件的航空发动机外部系统设计二次开发

本文阐述了利用UG软件进行航空发动机外部系统设计的意义,提出了在UG软件平台的基础上,采用C/C++作为开发语言,进行二次开发,实现航空发动机外部系统模块化设计。通过外部系统管路及支架的设计流程和规范,开发符合工程规程、维护型和装配要求的航空发动机外部辅助设计模块。本文以UG/API作为主要函数接口,利用编程软件Visual Studio 2010和建模软件NX 7.5作为开发平台,对UG软件进行二次开发,制作UI Styler对话框,实现航空发动机外部系统模块化设计的开发。本文为利用UG软件进行航空发动机外部系统设计打下基础。     

基于Geomagic Studio的航空发动机叶片曲面建模

航空发动机涡轮叶片对建模精度有很高的要求,传统的通过软件绘制的方法不能满足航空发动机叶片的异构曲面的特性。采用逆向建模技术,通过光学测量系统获得涡轮叶片的点云文件,利用Geomagic Studio软件得到叶片的精确模型。偏差分析结果表明:所得叶片模型具有良好的平滑性和完整性,且相较于同类方法具有更高精度。     

基于UGⅡ的叶片锻模CAD系统及软件设计

为了满足航空发动机叶片的设计需要 ,以 UG 为支撑软件 ,开发了叶片锻模 CAD软件系统。该软件采用模块化的设计思想 ,交互设计与自动设计相结合的设计方法 ,实现了叶片的实体造型与锻模设计 ,可大大提高工作效率 ,且通用性强 ,使用方便     

滩涂作业自移动平台的结构设计与仿真分析

海洋滩涂环境比较复杂,导致常规的工程装备作业受限。通过对滩涂作业装备进行创新设计,以增强其适应复杂作业环境的能力。利用TRIZ理论的冲突解决原理,对改进滩涂作业装备过程中所出现的技术冲突提出解决方案,并基于ADAMS软件对虚拟样机的位移、加速度等进行运动分析,以验证其运动范围、峰值载荷的合理性。通过ANSYS软件对样机模型的应变、应力等进行静力学分析,以校核使其满足刚度和强度的要求。结果表明:TRIZ理论能够为工程装备的创新设计提供理论工具;从方案构思到结果验证的系统流程为产品的设计开发提供了方法参考。     

航空发动机扇形段叶片表面缺陷测量系统

针对航空发动机叶片缺陷检测过程中,扇形段叶片间隙狭小且表面缺陷尺度小、形态差异大,位置隐蔽,常规测量方法无法实现检测的问题,基于改进的结构光测量原理,通过压缩光路空间体积,设计了微型线结构光视觉传感器。搭建了航空发动机扇形段叶片表面缺陷测量系统,设计了六轴联动控制结构,通过运动分解简化了机械控制结构,避免了由于插补控制引入的非线性运动误差。实验证明系统具有较高精度,实现了航空发动机扇形段叶片表面缺陷高精度测量。     

基于萃智(TRIZ)理论的送料装备的创新设计

应用国际领先的创新理论TRIZ对冷墩机送料机构进行创新设计。以TRIZ理论为基础,结合TRIZ中的技术进化路线,研究产品创新设计过程,提出了创新设计过程模型,并成功应用于冷墩机送料机构的创新设计中。以TRIZ理论的指导分析了现有冷墩机送料机构存在问题,找到标准化矛盾,然后应用TRIZ的解决问题的40个发明原理,提出4个冷墩机送料机构创新方案,并利用亿维讯科技有限公司开发TRIZ辅助软件Pro/I Desktop v5对4种创新方案进行方案评价,判定方案的合理性和可行性,最终确定了一种评价最优方案作为落地方案进行设计研究。     

生产者/消费者模型架构在轴承试验器测试系统上的应用

航空发动机轴承是十分重要的部件,由于其工作环境的特殊性,需要对其进行十分严苛的部件试验和系统试验。部件试验中需要对轴承进行高转速、大扭矩等性能考核,要求试验器测试系统必须真实可靠的实时显示和存储试验数据。本文详细介绍了某型航空发动机轴承试验器测试系统的设计实现,以设计要求为依据,给出设计方案及其实现,同时将生产者/消费者模型架构应用于航空发动机轴承试验器的数据采集系统中,开发出了一套应用虚拟仪器LabVIEW技术平台搭建的试验测试系统,试验结果表明测试系统满足试验器的要求。     

复杂背景下三维弯曲表面红外测温修正

航空发动机涡轮叶片的断裂脱落与叶片温度密切相关,准确测量涡轮叶片温度对航空发动机的安全运行具有重要意义。针对涡轮叶片材料发射率不均匀、周围高温物体反射严重以及探测角度变化等因素导致传统红外辐射测温方法精度难以保证的问题,基于辐射传输理论与红外热成像测温原理,分析了对红外测温结果影响的主要因素,提出了复杂背景下三维弯曲表面红外辐射测温的修正模型。通过设计实验测量获得弯曲表面的发射率、双向反射分布函数、角系数等重要参数,根据提出的温度修正模型,得到弯曲表面红外修正温度。通过与典型位置上热电偶的测温结果对比,测温误差由修正前的4%左右下降到1%以内,证明了所提的修正模型具有较高的精度和适应性,可为涡轮叶片气动传热试验技术的提升和航空发动机等重大装备的研制提供支撑。     

航空叶片的三坐标自动测量技术

针对航空叶片三坐标自动测量技术研究现状,基于CAD数模的自动测量方法、自动定位夹具设计参考规则及先进自动测量系统特点三方面展开论述,并总结了航空叶片自动测量技术的未来发展趋势。结合检测效率低等问题,对比了4种解决方案,通过改进叶型检测流程,设计了一种燕尾型榫根叶片的自动测量夹具。     

接触式激光传感器集成测量方法的研究

利用光学测量传感器与接触式传感器集成方法,建立多轴测量系统,是以航空发动机叶片等为代表的重要零件型面几何精度检测的发展方向。针对“接触-非接触”复合测量传感器集成测量问题,提出了复合测量传感器标定及其空间位置关系的建立方法,结合自主开发的四轴叶片测量系统和测量软件,开展了叶片截面封闭曲线测量,并验证了该方法的可行性。     

发动机叶片的反求设计和检测分析

叶片作为航空发动机的关键部件之一,其形状的不规则性和复杂性,使得发动机叶片实体建模比一般实体复杂得多。逆向造型软件的出现为复杂形状的叶片数字化建模提供了有力的技术手段。通过三维激光扫描机对叶片的三维形状信息进行采集,然后利用逆向软件Surfacer和Geomagic Studio交互使用对所采集的数据进行处理,并在Geomagic Studio中进行曲面重构。然后通过逆向模型快速检测软件Geomagic Qualify中的叶片检测技术对重构的曲面和原始点云模型进行三维误差比较、叶片截面二维误差比较和截面二维扭曲分析,为发动机叶片的数字化设计检测提供了依据。     

孔系列组合夹具在叶片加工中的应用实例

航空发动机作为飞机的心脏,是集尖端技术于一身的高精密机械体。叶片是航空发动机为飞机产生动力的主要零件,导向叶片上的观察孔用于安装专业测量元件,是监控飞机发动机内部温度与压力大小的安装孔。观察孔的位置精度很高,直接影响相关数据的采集,而若使用数控镗床和专用工装进行加工,则造成制造成本的浪费。本文通过用孔系列组合夹具元件装配出的观察孔,讨论了孔系列组合夹具在高精度异型零件制造过程中的推广与应用,为飞机发动机零件的精益制造探索出一条捷径。     

基于PDM的叶片类零件工装设计系统

针对目前航空发动机典型零件——叶片类零件工装设计系统现状 ,提出了将 PDM技术应用于叶片类零件工装的设计与管理 ,建立了系统集成模型。根据建立的集成模型 ,讨论了在叶片类零件工装集成设计系统中要实现的关键问题。同时通过对 CAD系统的二次开发 ,建立了用户可自行扩充的标准件和通用件库。通过在某航空发动机公司进行应用 ,大大提高了叶片类零件工装设计的效率 ,缩短了设计时间     

航空发动机高涡叶尖外撑测量工艺设计与分析

为解决航空发动机高压涡轮转子叶尖外径测量时存在装配间隙、外表易磕碰、难以固定等问题,提出一种将相邻左右叶片的叶尖作为支反力作用点,对待测叶片进行径向外撑消隙的新型工艺方案。设计高涡叶片外撑测量装置,在高压涡轮不拆分后挡板的状态下,对转子叶片进行径向外撑和固定。进行高涡叶尖外径测量试验,对测量系统进行精确度分析,测量精度可达到0.04 mm,满足现有测量要求,为今后研制航空发动机高精密高涡叶尖外径测量仪器奠定重要基础。     

基于TRIZ理论的抽油烟机叶片清理机的设计

针对抽油烟机及复杂叶片难以清理的现状,基于优化设计和TRIZ理论设计了一种抽油烟机叶片清理机。采用模块化设计,主要包括传动模块和清理模块,对于每个模块都进行了创新设计,制作了模型。对清理机的运动状态进行了分析,结果证明刷头的运动轨迹与叶片吻合性好,清理更有效。并在此基础上,根据TRIZ理论,对清理机模型提出了一些改进方案。     

基于逆向工程的发动机叶片实体建模关键技术研究

发动机叶片是航空发动的关键零件，计算机技术的发展和功能强大的三维造型软件的出现为超薄扭曲叶片的三维实体建模带来了极大的便利。本文在逆向工程设计思想的指导下，就航空发动机叶片特有的结构和技术要求，着重讨论了叶片实体建模中型面测量数据预处理、叶身型线与进排气边过渡圆弧切点的校正和叶身B样条自由曲面拟和等关键技术问题，并对叶片型面的光顺度和平滑度进行了校验，从而获得符合设计要求的叶片实体模型。     

雷尼绍推出高性能叶片测量和分析工具套件

雷尼绍近期重点推出一系列用于坐标测量机的高性能硬件与软件产品,这些产品专门用于航空发动机叶片的测量与制造。所有产品都可作为REVO五轴测量系统的有力补充,包括用于REVO快速扫描和DMIS编程的APEXBlade设计软件、用于计算和报告叶片截面轮廓和机翼特征的MODUS机翼分析软件,以及辅助对整个机翼实施逆向工程的SurftBlade软件。以往由于测量技术的局限性,叶片测量不得不分段进行。如今,雷尼绍新的产品系列能够快速、准确地对     

面向场景的航空发动机基于模型的系统工程设计

在分析当前主流基于模型系统工程(MBSE)设计方法的基础上,针对商用航空发动机研制的复杂性及其系统设计中需求分析与物理模型交互难的问题,提出一种面向航空发动机全生命周期运行场景的MBSE设计方法.结合商用航空发动机设计研发特点,构建了一套面向全生命周期运行场景的MBSE设计流程,基于发动机全生命周期运营阶段、内外部环境、状态模式3个维度组合的场景全面捕获系统需求;基于可扩展标记语言的数据交换格式,对SysML模型和Modelica模型转换技术进行研究,实现了从需求模型到物理性能模型的转换,从而支撑基于同一架构开展系统功能和性能设计,进而建立面向商用航空发动机运行场景的一体化多学科仿真环境,实现对商用航空发动机研制需求的闭环验证.以某型号大涵道比涡扇航空发动机的地面起动场景为例,验证了所提方法和技术的可行性与有效性.