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.     

面向飞机数字化装配的工艺接头承载分析

针对大飞机数字化装配工艺需求,设计一种工艺接头用于定位器与机身之间的过渡连接.为了保证飞机装配质量,对机身工艺接头的承载能力和机身受力状态进行有限元建模和分析.采用带耦合约束的梁单元模拟螺栓受力,分析机身与螺栓的载荷分布情况.分析结果表明,机身与工艺接头之间的接触应力较小,机身隔框上的最大应力只有螺栓孔区域应力的1/3.各螺栓的受载情况差别较大,且有较大的轴向载荷作用.分析工艺接头的结构特征和设计参数对螺栓载荷分布的影响,总结了一些螺栓载荷分布规律:布置在隔框周向边缘的螺栓径向载荷较大,在加载位置附近的螺栓轴向载荷较大;增加机身连接面板的厚度能够使螺栓的受载均匀化,增加螺栓数量可以减小螺栓的径向载荷,对轴向载荷的影响不显著.     

陶瓷产品的数字化逆向设计研究及应用

针对陶瓷产品的复杂曲面形状,将逆向工程应用于陶瓷产品样件的设计,详细介绍了陶瓷产品的数据采集和曲面重构建模过程。首先将产品样件模型点云划分,根据划分后点云形状生成曲面片,并利用曲面片创建栅格,根据栅格来拟合NURBS曲面及产品CAD模型,通过运用逆向设计技术解决了传统手工制作陶瓷产品的精度不高、模具设计周期长的问题,为企业赢得了市场竞争力。     

基于响应面分析法的货叉关键尺寸参数优化设计

叉车货叉作为物流设备的重要组成部件,受载情况复杂多变,易产生高应力区域,甚至导致疲劳破坏。货叉的传统设计方法是通过经验法或实验法来确定货叉关键尺寸参数,该方法可靠性低,设计周期长。采用响应面分析法(Response Surface Methodology,RSM)对货叉关键尺寸参数进行优化。首先将货叉结构中各个加强筋的主要尺寸离散为7个关键尺寸参数,采用有限元灵敏度分析法得到了各个参数对货叉力学性能的响应关系;然后以货叉小变形、低应力和轻量化作为优化目标,采用响应面分析法中的中心组合设计(Central Composite Design,CCD)对80组样本进行了优化,在不增加货叉质量的情况下,最大应力减小了8.8%。基于响应面分析法的货叉关键尺寸参数优化设计方法已应用于诺力某型号叉车,取得了良好的优化效果,为类似的结构设计提供了一种有效可行的设计方法。     

大型飞机总装配中支撑点设计分析技术

当采用多个数控定位器对飞机机身进行支撑和定位时,由于重力载荷等因素的影响,机身会产生变形,而机身的变形可能导致装配过程中对机身制造和装配准确度的误判.为了保障飞机的整机装配质量,需要给出合理的机身支撑点数量和位置.根据某大型飞机的全机对接装配问题,建立机身的有限元模型,研究了不同支撑条件下飞机的变形性态,分析了定位器的数量、布局以及工艺接头的安装位置等因素对机身变形的影响,结果表明：当机身姿态角度参数由0°变化到10°时,机身测量点平均误差值由0.641 0 mm变为0.910 0 mm,而测量点最大误差值变化并不明显;当工艺接头安装角度由 0°变化到15°时,机身测量点平均误差值由0.910 0 mm变为1.216 2 mm,测量点最大误差值由2.803 4 mm变为3.122 9 mm;机身分别采用三点支撑（1、2号支撑框位）,四点支撑（1、3号支撑框位）和六点支撑时,测量点平均位置误差分别为1.567 6、0.690 0、0.458 1 mm,测量点最大空间位置误差分别为2.738 8、1.228 1、0.874 9 mm,根据计算结果和机身装配工艺要求,最终确定机身采用六点支撑.