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基于数字孪生的机身对接精度优化控制方法

浙江大学学报（工学版） 2023年第5期57卷 883-891页

作者：赵永胜赵志勇李迎张涛北京工业大学先进制造与智能技术研究所北京100020 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100020 北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100020

针对传统对接方法在缺少现场实测数据支持下的被动调整问题,提出基于数字孪生的机身对接精度优化控制方法.基于数字孪生虚实结合技术,研究机身对接工艺优化反馈控制技术.搭建融合冗余控制算法和工艺优化策略的数字孪生系统,明确了基于... 详细信息

针对传统对接方法在缺少现场实测数据支持下的被动调整问题,提出基于数字孪生的机身对接精度优化控制方法.基于数字孪生虚实结合技术,研究机身对接工艺优化反馈控制技术.搭建融合冗余控制算法和工艺优化策略的数字孪生系统,明确了基于现场实测数据的测量-优化-反馈精度优化流程.基于有限状态机理论,精准重建数字孪生模型,实现对接过程的监控和精度预测,根据同轴度评价指标完成工艺参数二次设计,将优化后的工艺参数重新下发至物理现场、控制现场进行对接.对接位姿偏差对比结果表明:对接精度优化控制方法将机身筒段位置偏差降低了60.03%,姿态偏差降低了53.94%.

关键词：数字孪生机身对接模型重构参数优化优化控制

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数据驱动的机身对接过程仿真技术研究

航空制造技术 2024年第16期67卷 48-58,93页

作者：王仲奇聂晓乐李佳伟王安洋赵阳常正平西北工业大学西安710072

针对传统机身对接仿真中理论模型偏差较大、有限元模型消耗时间长等问题,开展数据驱动的机身对接过程仿真技术研究。首先通过虚实融合技术,构建六自由度平台运动学模型和机身–调姿平台位姿转换模型,通过数据交互实现仿真数据实时传输... 详细信息

针对传统机身对接仿真中理论模型偏差较大、有限元模型消耗时间长等问题,开展数据驱动的机身对接过程仿真技术研究。首先通过虚实融合技术,构建六自由度平台运动学模型和机身–调姿平台位姿转换模型,通过数据交互实现仿真数据实时传输从而驱动虚拟模型,利用测量数据和虚拟模型进行了机身对接仿真,确定了对接过程位姿参数,为调姿平台参数修正提供数据基础。之后为提升数据求解效率,根据求解机身变形的有限元模型,计算出变形量并转化成机身位置变化量,将机身姿态角和位置变化量作为输入输出值构建代理模型,并验证方法有效性。最后开发了机身对接过程仿真系统,以机身试验件的对接过程为例,验证了仿真系统的可行性。

关键词：机身对接虚实融合数据驱动代理模型系统开发

大型民用飞机机身对接区双面均衡夹紧装置设计

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中国机械工程 2024年

作者：许雷胡俊山凡志磊葛恩德张胜平田威南京航空航天大学机电学院中国商飞上海飞机制造有限公司

为提高机身对接区装配效率，拟采用一体化的挤胶制孔装配工艺，该工艺需实现对接区的均衡夹紧，保证密封胶的均匀挤出并有效抑制孔加工导致的层间间隙。本文以某大型民用飞机机身对接区典型工况特征为例，设计了一种双面均衡夹紧装置，... 详细信息

为提高机身对接区装配效率，拟采用一体化的挤胶制孔装配工艺，该工艺需实现对接区的均衡夹紧，保证密封胶的均匀挤出并有效抑制孔加工导致的层间间隙。本文以某大型民用飞机机身对接区典型工况特征为例，设计了一种双面均衡夹紧装置，通过有限元仿真量化表征区间载荷不均匀度，结合最小单孔夹紧力，对装置均衡压紧模块布局及主体材料进行优化，开展了装置在对接区的均衡载荷测试与一体化挤胶制孔验证。结果表明，均衡压紧模块能够显著提高装置夹紧载荷的均匀性，且随着中间橡胶压紧环硬度的提高，夹紧载荷均匀性进一步改善；装置主体选用刚度更好的Q235材料后，对接区最小单孔夹紧力达到403N，区间载荷不均匀度为1.4%，密封胶能够充分均匀挤出，且层间未形成明显毛刺和卷入切屑。

关键词：机身对接航空叠层结构均衡载荷产品设计有限元仿真

基于4-PPPS并联机构的机身对接方法与仿真研究

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基于4-PPPS并联机构的机身对接方法与仿真研究

作者：段明明大连交通大学

学位级别：硕士

飞机总装是飞机制造过程中的重要组成部分,而机身对接是飞机总装的主要工作内容之一。传统的机身装配方法因效率低下、工艺繁琐已不适合现代飞机制造业高效率、高自动化、经济效益的要求,需结合计算机技术、数字化测量装置以及自动对接... 详细信息

飞机总装是飞机制造过程中的重要组成部分,而机身对接是飞机总装的主要工作内容之一。传统的机身装配方法因效率低下、工艺繁琐已不适合现代飞机制造业高效率、高自动化、经济效益的要求,需结合计算机技术、数字化测量装置以及自动对接机构,使飞机装配走向数字化与自动化的道路。本文基于4-PPPS机身调姿并联机构,对其进行运动学与动力学分析,根据其运动学动力学特性提出了前中机身自动对接过程的调姿策略,并结合Adams虚拟仿真软件对机构运动学、动力学、以及机身自动对接过程进行深入的研究与论证。本文的主要研究内容分为以下几个方面:进行调姿机构的运动学分析,对机构的结构以及自由度进行了分析和计算,阐述机构动平台的位姿描述方法以及不同坐标系之间的转换关系;建立机构位置正解与位置逆解方程,采用Matlab对位置正逆解的数值算例进行对比验证;为机身对接过程中驱动的计算提供了理论基础。对调姿机构进行动力学分析,确定了定位器动平台的角速度与角加速度,采用求导法得到定位器动平台以及定位器支链的速度与加速度;基于速度分析结果,采用牛顿欧拉法对调姿机构进行动力学建模,分别完成了动平台与支链动力学方程的建立并运用广义逆矩阵对其求解;采用Adams与Matlab对比验证了动力学方程的正确性;为机身对接过程的轨迹规划提供了约束条件。详细介绍了机身对接系统的组成及原理,采用五次多项式对机身对接过程进行轨迹规划,合理规划了调姿时间并确定了定位器驱动求解方法。采用Adams对中机身横滚、俯仰、偏转、位置调整过程以及前中机身自动对接过程进行仿真,验证轨迹方程以及调姿策略的正确性。

关键词：运动学动力学机身对接轨迹规划运动仿真

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机身对接装配技术研究

军民两用技术与产品 2018年第20期 8-9页

作者：陈永利何晓雪中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司汉中723000

机身对接装配是总装配工作中一项很重要的内容,高精度的机身对接装配是飞机成功制造和安全飞行的保证.目前,国外航空制造企业已经在机身对接装配中广泛应用自动对接技术,而国内航空制造企业受限于技术水平,还在沿用非自动的机身对接模式... 详细信息

机身对接装配是总装配工作中一项很重要的内容,高精度的机身对接装配是飞机成功制造和安全飞行的保证.目前,国外航空制造企业已经在机身对接装配中广泛应用自动对接技术,而国内航空制造企业受限于技术水平,还在沿用非自动的机身对接模式,导致工人劳动量大、装配效率低、装配质量和装配周期难以保证.因此,必须集成柔性工装、数字化测量、数控自动定位和装配仿真等先进制造技术,建立柔性化、自动化、数字化的机身对接装配系统,从而提高我国机身对接装配技术水平.

关键词：机身对接装配技术

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美军首架F-35战机即将完成机身对接

环球飞行 2005年第6期 4-4页

目前，由BAE系统公司制造的首架F-35联合攻击机的最后一个主要部件后机身，已经运抵洛克希德·马丁公司的沃思堡工厂，正在准备与中机身连接。

关键词： F-35战机机身对接作战性能设计思路武器装备

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浅谈大中型气体压缩机机身的对接与安装方法

安装 2013年第5期 24-26页

作者：李丰震上海市安装工程有限公司上海200080

目前,很多领域都会运用到大中型气体压缩机,因此,对压缩机机身进行的对接以及安装务必要做到位,这样不仅有利于保证工作效率,而且有利于资源的节约,减少资源消耗量。基于此,本文主要对大中型气体压缩机机身的对接与安装方法进行了探讨。

关键词：大中型气体压缩机机身对接安装方法

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民用飞机机身中段的设计与分析

装备制造技术 2016年第5期 79-81页

作者：孙健宇上海飞机设计研究院结构设计研究部上海201210

机身中段是民用飞机机体结构最重要的大部段之一,其位于机身、机翼和主起落架三者交汇的核心位置。机身中段的设计直接影响全机结构的传力、重量、布置等。介绍了目前国外民用客机主力机型所采用的中机身结构设计方案,并对其进行相应的... 详细信息

机身中段是民用飞机机体结构最重要的大部段之一,其位于机身、机翼和主起落架三者交汇的核心位置。机身中段的设计直接影响全机结构的传力、重量、布置等。介绍了目前国外民用客机主力机型所采用的中机身结构设计方案,并对其进行相应的分析和比较。总结归纳出民用飞机中机身结构的一般结构形式和设计方法,用以指导我国大型民用客机的研制。目前国内某型号客机已采用所介绍的中机身结构形式,已得到初步验证。

关键词：机身中段翼身对接机身对接龙骨梁

多参数联合作用的单向压紧自动化制孔工艺研究

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多参数联合作用的单向压紧自动化制孔工艺研究

作者：王威南京航空航天大学

学位级别：硕士

飞机机身多采用变曲率弱刚性蒙皮壁板材料、对接段内部开敞性较差且制孔数量庞大,利用飞机轻型自动化制孔系统进行单向压紧制孔,在多参数联合作用的单向压紧自动化制孔过程中,由于钻削毛刺、结构变形和瞬时回弹等问题的存在,严重影响着... 详细信息

飞机机身多采用变曲率弱刚性蒙皮壁板材料、对接段内部开敞性较差且制孔数量庞大,利用飞机轻型自动化制孔系统进行单向压紧制孔,在多参数联合作用的单向压紧自动化制孔过程中,由于钻削毛刺、结构变形和瞬时回弹等问题的存在,严重影响着飞机装配连接孔的制孔精度、质量和效率。本文以典型的飞机机身对接段框间单向压紧自动化制孔作为研究对象,通过理论研究、仿真分析、目标优化和试验验证,展开多参数联合作用的单向压紧自动化制孔工艺研究。主要工作与创新点如下:(1)研究了制孔工艺参数与制孔影响之间的响应关系,并提出了多参数联合作用的三种制孔工艺研究类型。该研究分析了钻削轴向力、压力脚压紧力和预装配紧固件位置布局与钻削毛刺、叠层间隙和瞬时回弹之间的响应关系,以及常见末端执行器制孔和压紧单元采用不同连接和驱动方式时,给出了钻削轴向力和压紧力参数联合作用的三种不同方式。(2)建立了多参数联合作用的单向压紧制孔分析模型。针对机身对接段框间制孔,采用有限元方法仿真了单向压紧制孔过程,并对三种制孔工艺类型的仿真结果进行了对比分析。(3)进行了单向压紧制孔工艺参数的多目标优化分析,并提出了面向飞机机身对接段多参数联合作用的制孔工艺分析策略。该研究针对单向压紧制孔过程的多种制孔响应规律,进行了多目标优化分析,并获得最优工艺参数值。本文在上述研究基础上,开展了某飞机机身对接段框间结构的单向压紧自动化制孔试验,试验结果表明,理论优化得到的工艺参数最优值满足制孔要求,并考虑不同加工环境等因素构建了合理的工艺参数选定范围。

关键词：飞机装配单向压紧末端执行器机身对接有限元仿真制孔