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《航空制造技术》论文模板
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2022年 第65卷 18期
刊出日期:2022-09-15

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专稿
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研究论文
本期目录
本期封面
本期电子刊
 
       本期封面
1 本期封面
2022 Vol. 65 (18): 1-1 [摘要] ( 42 ) HTMLNew PDF (1052 KB)  ( 24 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2022 Vol. 65 (18): 1-115 [摘要] ( 56 ) HTMLNew PDF (254407 KB)  ( 82 )
       本期目录
6 本期目录
2022 Vol. 65 (18): 6-10 [摘要] ( 39 ) HTMLNew PDF (387 KB)  ( 27 )
       专稿
14 基于多场扰动的飞机装配工装目标精度机理探索
耿育科
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.014
针对飞机装配工艺装备的目标精度来源、影响因素等进行了详细分析,对目标精度的设计方法进行了描述,对其影响因素和重要程度分别进行了数据定量分析和定性分析,并针对不同影响因素给出了对应处理措施。对各项影响因素在应对措施下消除的可能性进行了个例研究和分析,从理论上对装配工装目标精度进行定量分析,并在某机型装配工装设计中进行了应用,初步为统一量化的装配工装工程精度分析探索了一条清晰路径。对目标精度的相关影响因素分析为飞机装配工装设计阶段的目标精度设计与预测、工装故障阶段的目标精度成因分析提供了参考。
2022 Vol. 65 (18): 14-22 [摘要] ( 139 ) HTMLNew PDF (4325 KB)  ( 140 )
       封面文章
24 融合现场物理特性的航空薄壁结构虚拟装配样机及其构建技术
郭飞燕,肖庆东,李浩,郑璐晗,张硕
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.024
针对实现低刚度航空薄壁结构组件 / 部件高性能装配缺少现场物理特性数据与模型基础的问题,对融合现场物理特性约束的虚拟装配样机构建实现技术进行了研究。首先,定义了虚拟装配样机的技术内涵及构建框架,其本质是一个高度拟实化的数字孪生装配系统,可以在虚拟环境中进行多尺度的装配几何量与物理量拟实化仿真,预先分析验证装配性能;其次,从多源异构装配数据采集与处理、多类别装配孪生模型融合性建模、装配样机系统虚实融合同步性建模、装配过程与装配质量状态可视化建模 4 个方面,详细阐述融合现场物理特性约束的航空薄壁结构虚拟装配样机高保真动态构建及实现技术,并提出了虚拟装配样机的“双线”、“分级”综合构建措施,从而为装配过程的拟实化仿真及装配质量的精准控制提供数据及模型依据,并为装配质量的主动实时控制奠定坚实基础。
2022 Vol. 65 (18): 24-34 [摘要] ( 124 ) HTMLNew PDF (2075 KB)  ( 246 )
       论坛
38 飞机确定性装配技术及应用
张永亮,姜杰凤,毕运波
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.038
确定性装配采用零件间特征自定位的方式,减少专用型架和夹具的使用,避免加垫、修配和配钻工作,逐渐被应用于飞机装配中。随着飞机复合材料整体构件的广泛应用,全尺寸确定性装配技术得到进一步发展和试验应用。本文综述了飞机确定性装配技术的国外应用发展和国内研究应用现状;总结了飞机确定性装配所需的关键技术,包括基于模型定义(Model-based definition,MBD)的智能加工技术、基于数字孪生的装配工艺优化、偏差估计与统计分析及智能化柔性工装技术;最后,针对型号飞机复合材料壁板装配,提出了全尺寸确定性装配的技术方案。
2022 Vol. 65 (18): 38-45,62 [摘要] ( 146 ) HTMLNew PDF (19982 KB)  ( 108 )
46 飞机复合材料壁板装配变形控制技术研究与应用进展
刘镇阳,翟雨农,李东升,隋毅
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.046
复合材料由于性能优越,在新一代飞机上的用量逐步提升,提高复合材料结构的装配质量,降低装配应力和变形,变得愈发重要。复合材料构件在装配时有不同于传统金属结构的特点,如尺寸大、刚性弱、自重变形大、制造偏差大,且强迫装配时易发生损伤。因此为适应复合材料结构的装配需求,需要开发新的技术和方法。本文以空客A320 机翼翼盒模型为例,阐述了飞机复材结构典型装配过程,指出装配过程中存在大量依赖工程经验、间隙形状难以预测、工装调型能力弱等问题;针对上述问题,综述了国内外面向复材结构容差控制的装配仿真技术、飞机复合材料壁板装配变形在线调控技术和复材壁板装配变形对服役性能影响研究等解决方法;最后指出了国内在飞机复合材料壁板装配变形控制技术中的不足与差距,以及目前的发展趋势和未来的发展方向。
2022 Vol. 65 (18): 46-54,78 [摘要] ( 90 ) HTMLNew PDF (46473 KB)  ( 106 )
55 面向飞机狭窄空间的双机器人协同装配关键技术分析
刘宏伟,潘新,张奇,张浩松,李鹏程,田威
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.055
针对飞机狭窄空间装配工作量大且制孔质量及精度要求高等难题,提出一种面向飞机狭窄空间的双机器人引导 – 协同作业智能控制技术。研究双机器人轨迹规划以及协同离线仿真、机器人协作视觉伺服控制补偿、可快换的多功能末端执行器设计关键技术,在保证机器人系统与工件的安全作业时,完成目标孔位的加工,以提高装配的精度,降低装配空间的占用,为进气道性能设计提供支撑。试验表明,通过视觉伺服控制补偿,机器人的绝对定位误差降至 ±0.1 mm 以内。
2022 Vol. 65 (18): 55-62 [摘要] ( 73 ) HTMLNew PDF (22590 KB)  ( 96 )
63 C/SiC 陶瓷基复合材料旋转超声制孔工艺研究
陈少帅,顾钒,朱垠燃,郭英杰,毕运波,董辉跃
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.063
针对 C/SiC 陶瓷基复合材料硬度高、难加工的特点,研究了机器人旋转超声制孔工艺优化策略。采用基于出口撕裂面积的缺陷评估方法,分析了陶瓷基复合材料制孔缺陷;通过正交试验研究了主轴转速、进给速度、超声振幅等工艺参数对制孔质量和孔径精度的影响规律,并利用方差分析和极差分析方法确定了最优工艺参数;基于此工艺参数,开展了刀具磨损试验。结果表明,对于厚度为 8 mm 的 C/SiC 陶瓷基复合材料叠层试板,钎焊金刚石套料钻可以稳定制 40 个孔,孔径精度达 H9,撕裂面积因子在 0.2 以内;最后综合考虑制孔质量与效率要求,提出了先快后慢分段切削的工艺策略,在保证制孔质量的同时提高了制孔效率。
2022 Vol. 65 (18): 63-70 [摘要] ( 78 ) HTMLNew PDF (13952 KB)  ( 68 )
71 面向航空锪窝孔制孔质量的手持式视觉检测方法
张辉,潘新,李海伟,杜杰,罗志光,郭飞燕
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.071
飞机结构存在大量的标准连接孔,为了保证飞机装配质量,需要对锪窝孔的制孔质量进行检测。基于机器人或机床的视觉检测设备存在定位精度低、局部位置难到达、易受环境光影响等问题,提出了一种面向航空锪窝孔制孔质量的手持式视觉检测方法,开发了锪窝孔孔径及窝深的亚像素检测算法,设计了一种手持式视觉检测设备,对机械结构、硬件系统和软件系统进行了详细阐述。以航空结构标准试验件为对象,将本方法所测孔径和锪窝深度与第三方认证机构的测试结果进行了对比。结果表明,本方法孔径精度测量精度优于0.01 mm,锪窝深度测量精度优于0.1mm。设计的手持式视觉检测设备检测精度高、应用范围广且不受环境光的影响。
2022 Vol. 65 (18): 71-78 [摘要] ( 84 ) HTMLNew PDF (12689 KB)  ( 37 )
79 螺栓连接组合Jeffcott 转子界面滑移规律分析
杨洋,龙洋,赵斌斌,孙清超
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.079
针对航空发动机转子实际装配完成后连接界面力学特性分布不均匀、服役阶段连接界面发生微动滑移等问题,以组合 Jeffcott 转子为研究对象,综合考虑实际螺栓预紧力分布规律,首先对高速旋转状态下的组合转子连接界面开展受力分析,揭示了预紧力对连接界面滑移的影响机制。其次基于实测预紧力数据构建了组合 Jeffcott 转子有限元模型,对连接界面滑移过程进行了仿真。最后系统分析了预紧力均值大小及离散度对转子界面滑移规律的影响。结果表明,预紧力均值大小主要影响界面滑移量,对滑移分布的均匀性影响较小,而预紧力分散度大小会显著影响滑移分布的均匀性。实际装配过程中,可通过降低螺栓预紧力分布的离散度来减小因界面非均匀滑移对组合转子连接性能带来的不利影响。
2022 Vol. 65 (18): 79-85 [摘要] ( 45 ) HTMLNew PDF (19277 KB)  ( 24 )
       研究论文
86 航空发动机多轴加载试验系统与装配偏差识别研究
李琳,岳聪,范建瑜,周烁
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.086
航空发动机高压转子具有典型的螺栓连接结构。为了研究螺栓连接的装配性能与复合载荷之间的作用关系,开发了一套具有轴向拉力和横向振动同时激励的多轴加载试验系统。设计了试验系统稳定性与螺栓装配偏差的试验方案并开展测试分析。试验结果表明,多轴加载系统控制激振前后轴向载荷变化范围不大于 0.003 kN 时,频响特性稳定有效;当不同位置螺栓存在装配偏差时,会同时对振动响应频率和幅值产生影响。最后建立 XGBoost 智能算法,利用特定频响峰值与幅值有效识别了螺栓装配偏差方位角。
2022 Vol. 65 (18): 86-91 [摘要] ( 64 ) HTMLNew PDF (57025 KB)  ( 75 )
92 基于摄影测量的移动机器人末端标定方法研究
王逸峰,逯永康,李俊卿,张洋,刘巍,王福吉
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.092
移动式机器人原位加工与装配技术已逐步应用于大型构件制造,而机器人末端定位能力是保证其制造质量的关键。针对机器人末端定位过程存在测量范围大、视线易遮挡和动态位姿变化复杂等问题,提出了基于摄影测量的机器人末端标定方法。首先利用摄影测量离线测量加工区域内的定位点,获取全局坐标系下定位点坐标;然后基于后方交会求解相机空间位姿,并标定相机与机器人末端位置关系;最后通过机器人末端相机的在位测量获取移动机器人末端姿态参数。结果表明,在物距为 1000 mm 时,三维各向位置精度优于 0.19 mm、姿态角精度优于 0.011°,验证了所提方法的有效性。
2022 Vol. 65 (18): 92-97 [摘要] ( 52 ) HTMLNew PDF (2165 KB)  ( 321 )
98 基于改进 Zernike 矩的铆接孔径亚像素检测方法研究
张函力,李海伟,于国栋,申霖,张新喜,纪俐
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.098
针对飞机铆接孔径的检测问题,提出了一种改进的基于 Zernike 矩的亚像素铆接孔径检测方法。该方法首先通过直方图均衡化法对所采集的铆接孔径图进行增强处理,利用中值滤波法进行平滑处理,并采用梯度法锐化图像,然后在直方图谷底法、Prewitt 算子边缘提取和 Kirsch 算子边缘提取 3 种图像分割方法基础上,采用 Canny 算子边缘检测进行粗定位,利用改进的 Zernike 矩进行亚像素级的边缘精细提取,提取出锪窝孔外圆的圆环区域,最后结合 RANSAC 算法进行圆拟合,产生圆轮廓并获取半径,完成拟合测量。经试验证明,该检测方法亚像素精确定位能力强,检测结果准确率高、稳定性好、重复测量精度可达到 ±10 μm。
2022 Vol. 65 (18): 98-104 [摘要] ( 48 ) HTMLNew PDF (2237 KB)  ( 199 )
105 高精度增强现实辅助装配空间定位技术研究与应用
霍志宇
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.18.105

飞机装配的人工环节中可利用 AR 技术的虚实融合功能将装配指令叠加显示在装配场景中。高质量的虚实融合效果需要 AR 系统具备精确的空间定位能力。本文提出一种基于平面标志物信息约束的同时定位与建图(SLAM)空间定位方法。AR 系统首先通过 SLAM 方法建立初始 AR 地图;随后通过识别 AR 地图关键帧中平面标志物并利用标志物信息约束对关键帧和地图点的变换及优化建立高质量 AR 地图;最后,AR 系统通过跟踪新的 AR 地图进行空间注册和视点跟踪,从而实现装配场景坐标系下的高精度空间定位。验证试验证明该方法有效提升了 AR 系统空间定位的精度。

2022 Vol. 65 (18): 105-110 [摘要] ( 68 ) HTMLNew PDF (7199 KB)  ( 50 )
  编辑部公告
22 《航空制造技术》入编中国科协《航空航天领域高质量科技期刊分级目录(2023版)》
22 《航空制造技术》入编《中文核心期刊要目总览》2023版
22 《航空制造技术》入选中国科技核心期刊
22 《航空制造技术》入选WJCI科技期刊世界影响力指数报告(2023)来源期刊
22 《航空制造技术》被中国科学引文数据库(CSCD)核心库收录
22 “编读往来”栏目邀您建言献策
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主管:中国航空工业集团有限公司
主办:中国航空制造技术研究院
地址:北京市朝阳区朝阳路一号院
邮编:100024
电话:010-85703109/3877-291
在线投稿:http://www.amte.net.cn
国际标准刊号:ISSN1671-833X
国内统一刊号:CN11-4387/V
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