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22 中国航空制造技术研究院
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2023年 第66卷 6期
刊出日期：2023-03-15
封面文章
专稿
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
2023 Vol. 66 (6): 1-1 [摘要] ( 83 ) HTMLNew PDF (4840 KB)  ( 266 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2023 Vol. 66 (6): 1-120 [摘要] ( 56 ) HTMLNew PDF (15563 KB)  ( 160 )
       本期目录
6 本期目录
2023 Vol. 66 (6): 6-8 [摘要] ( 85 ) HTMLNew PDF (682 KB)  ( 70 )
       专稿
14 机翼蒙皮无损检测生产线中扫描路径优化方法
田威，李国良，郑炜，张晋，王长瑞，白权，王望，李鹏程
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.014
复合材料机翼蒙皮尺寸大、形状复杂、易回弹，无法采用机床等传统方式进行无损检测，机器人柔性化、智能化的特点，为无损检测生产线提供了全新的思路。针对此类问题，提出了大型机翼蒙皮连续曲面无损检测生产线及路径优化方法。利用双机器人搭载超声扫描设备，采用两次检测策略，第一次扫描对复合材料曲面进行重建，提高第二次透射式无损检测的精度。根据机翼的形貌，提出了一种平行于桁条行切的总体扫描策略，根据曲率利用最小二乘法将点集分组，之后应用混合遗传LM 算法进行路径优化，即采用改进型遗传算法进行启发式全局优化，之后采用LM 算法进行确定性局部优化，高效得到其最优扫描路径。在RoboDK 中进行仿真，利用机器人搭载超声检测末端对蒙皮进行扫描。最后采用机器人搭载线激光扫描仪对优化路径进行精度验证。仿真及试验结果表明，相较于传统的检测方法，该方法满足无损检测约束条件，平均检测效率提高9.2%。
2023 Vol. 66 (6): 14-21 [摘要] ( 194 ) HTMLNew PDF (14161 KB)  ( 270 )
       封面文章
22 基于深度学习的自冲铆接偏铆缺陷检测算法研究
崔俊佳，张军，莦茹茹，蒋浩，廖宇轩，李光耀
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.022
自冲铆接技术适合铝钢等异种材料连接，接头性能可靠，在航空工业中有着广阔的应用场景，但目前针对自冲铆接缺陷无损检测的相关研究较少。提出了基于深度学习的自冲铆接偏铆缺陷检测算法，首先通过剪切力学性能试验得出偏铆自冲铆接件相较于正常铆接件力学性能下降了5.6% ；然后通过自冲铆接偏铆件外部形貌特征将偏铆程度由外部特征定义在0 ~ 10 的区间；最后探究了单步检测同双步检测间的检测效果差异，提出了YOLOv5s（You Only Look Once v5s）加ResNet18 的检测方案，并通过Grad-CAM（Gradient-Weighted Class Activation Mapping）对不同检测方案的效果差异进行了可视化的解释。测试表明，提出的YOLOv5s 加ResNet18 的检测方案在所采集的数据测试集中可以达到100% 正确率，高于仅用YOLOv5s 取得的95.18% 正确率，远高于仅用ResNet18 取得的84.1%正确率。
2023 Vol. 66 (6): 22-30 [摘要] ( 158 ) HTMLNew PDF (11260 KB)  ( 200 )
       论坛—智能生产线
34 基于数字孪生的飞机总装生产线管控模式探索与实践
唐健钧，金筑云，石芹芹，许艾明，况林，石渊龙，张昊龙
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.034
为持续提升飞机总装生产线运营绩效，促进业务模式变革，提出了一种基于数字孪生的飞机总装生产线管控新模式。首先，分析了飞机总装生产线从物理空间到信息空间的演变过程及生产线运行管控需求。其次，阐述了飞机总装生产线数字孪生组成，结合数字孪生五维模型，构建了总装生产线数字孪生模型。最后，基于3DMAX 建立了虚拟模型，利用系统开发技术构建总装数字孪生系统，通过采集现场生产过程数据实现物理实体与虚拟空间的映射，初步探索了数字孪生技术在飞机总装生产线的应用。结果表明，基于数字孪生的飞机总装生产线管控模式对提高生产效率和质量具有重要作用。
2023 Vol. 66 (6): 34-41,65 [摘要] ( 196 ) HTMLNew PDF (2473 KB)  ( 582 )
42 基于数字图像相关的切削加工剪切区应变率监测调控研究
赵爽，张东，聂广超，杨政彦，张小明
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.042
切削加工是航空制造领域主要加工方式之一，切削过程应变与应变率对切屑生成和加工表面质量有较大的影响，监测和调控切削过程应变与应变率是研究切削机理和实现加工过程控制的直接方法之一。本文开发了一套切削过程剪切区应变率监测调控软硬件系统，搭建了正交切削原位成像平台，获取切削过程剪切区显微照片，编写了多线程加速的全局数字图像相关算法，实现对正交切削过程的同步图像分析和剪切区应变率计算；建立了一套由计算机控制数控车床主轴的调速系统，根据测量应变率与目标应变率的大小关系实时调节主轴倍率。开展了两组正交切削试验，试验结果表明，所搭建的试验系统可以实现对剪切区的应变率监测与调控，调控后剪切区应变率与目标值偏差小于10%，与理论预测值相比误差小于23%。
2023 Vol. 66 (6): 42-49 [摘要] ( 125 ) HTMLNew PDF (17034 KB)  ( 120 )
50 面向工业机器人的数字孪生建模精度补偿方法
康瑞浩，胡俊山，田威，张嘉伟，马创业
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.050
针对现有工业机器人智能装备建模感知监测精度缺失，依靠理论参数建模精度低等问题，本文以工业机器人铣削系统为研究对象，构建了高精度光栅尺实时测量机器人关节转角的数字孪生监测系统，避免了齿轮间隙、编码器丢码等关节转角误差对数字孪生建模准确度的影响；根据MD–H 运动学建模方法建立了数字孪生驱动模型，采用L–M 算法对工业机器人建模参数进行辨识修正，减少了机器人数字孪生模型中几何误差的影响；开发了数字孪生交互系统平台，用以监测、控制物理空间的工业机器人铣削系统的作业运动。利用辨识后的机器人关节参数构建的数字孪生模型，使得工业机器人铣削系统运动点位的建模精度从± 1.6905 mm 提高到了± 0.3304 mm，提高了4.12 倍，表明本文针对工业机器人数字孪生建模方法的正确性和建模参数辨识方法对建模精度补偿的可行性。
2023 Vol. 66 (6): 50-59 [摘要] ( 179 ) HTMLNew PDF (4782 KB)  ( 687 )
60 涡轮叶片气膜孔电加工数字化生产线
姬学庄，高剑，孙晗
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.060
针对航空发动机涡轮叶片气膜孔加工的合格率低，难以大批量生产等难题，突破自适应加工系统、智能化网络控制系统、设备网络数据接口、快速换型工装等技术，基于精益“U 型”布局，建成用于涡轮叶片气膜孔加工的具有自动化、数字化、集成化、智能化等特征的电加工数字化生产线，实现“24 h 无人化生产”和多型号共线批量生产。经过两年的运行，一次交检合格率和设备综合效率等各项经济指标均达到设计目标，显著提高了生产效率和合格率，降低了叶片加工成本，解决了航空发动机涡轮叶片大批量生产的瓶颈。总结出电加工数字化生产线组成及架构、关键技术和建设步骤，对航空发动机制造业数字化生产线建设具有重要借鉴价值。
2023 Vol. 66 (6): 60-65 [摘要] ( 217 ) HTMLNew PDF (1452 KB)  ( 386 )
66 基于数字孪生的自动化立体仓库货位分配优化方法
赵巍，连泰湖，张雷，张以成，冉孟，刘欣怡
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.066
自动化立体仓库是智能生产线中的重要单元，可以实现实时库存信息的准确查询，其使用效率直接关系到智能生产线的生产效率。针对智能生产线中的自动化立体仓库货位随意分配，以及分配智能化水平低导致航空航天产品生产效率低下的问题，提出一种基于数字孪生的自动化立体仓库货位分配（Storage location assignment，SLA）优化方法。首先，采用数据驱动的数字孪生体多维度融合建模方法构建自动化立体仓库数字孪生多维模型；其次，对自动化立体仓库数字孪生系统通信机制及信息交互原理进行研究与分析，以出库效率（结合工艺）、货品相关度、货架稳定性为目标建立货位分配数学模型，提出一种改进的启发式蚁群（Improved ant colony optimization，IACO）算法对模型进行优化，将得到的货位信息集成到自动化立体仓库数字孪生系统并映射到物理实体；最后，通过试验证明该方法能够满足立体仓库基于工艺的物料出入库智能选择货位需求。该方法在智能生产线上的应用对航空航天产品实现智能制造、提质增效具有重要意义。
2023 Vol. 66 (6): 66-73 [摘要] ( 238 ) HTMLNew PDF (2287 KB)  ( 634 )
       研究论文
74 水陆两栖飞机水动强度技术的现状与发展
吕继航，杨仕福，杨荣，罗琳胤
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.074
与陆基飞机和直升机相比，水陆两栖飞机有其独特优势，应用前景广泛。设计时为了确保水陆两栖飞机在水上环境的正常使用，必须按照飞机在水面运动过程中的水动载荷进行充分的结构强度设计，确保飞机在水动载荷作用下的结构完整性。本文主要围绕水陆两栖飞机的研制需要，阐述了国内外在飞机水动载荷设计与验证方面的研究现状与技术进展，并介绍了在国家大型水陆两栖飞机研制过程中开展的楔形体模型仿真、波浪模型仿真、水面效应仿真、全机模型仿真以及缩比模型试验等方面的研究工作，探讨了后续水陆两栖飞机在水动弹性设计方面的发展趋势。
2023 Vol. 66 (6): 74-84 [摘要] ( 176 ) HTMLNew PDF (2025 KB)  ( 564 )
85 耐腐蚀镁合金的成分设计方法研究进展
张弛，王俊升，李鑫， 田光元，王硕，苏辉
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.085
镁合金因其密度低，轻量化效果明显，矿产资源丰富，在航空航天等领域得到了广泛的应用，成为“21 世纪新型绿色材料”。但镁的电化学活性强，耐腐蚀性能差，一直限制着镁合金的大规模应用。目前，探索镁合金的腐蚀机理，设计新型耐蚀镁合金的成分已经引起人们的广泛关注。本文以耐腐蚀镁合金的成分设计方法研究进展为题进行了讨论，主要阐述了镁的腐蚀反应机理和异常析氢现象等镁合金腐蚀机制，以及电偶腐蚀、点蚀、丝状腐蚀、应力腐蚀等腐蚀类型，并总结了不同合金元素对镁合金耐腐蚀性能的影响。重点概述了第一性原理模型、分子动力学以及X 射线计算机断层扫描技术（X-CT）在镁合金腐蚀方面的应用，期望能够为耐腐蚀镁合金的成分设计提供帮助。
2023 Vol. 66 (6): 85-98,118 [摘要] ( 252 ) HTMLNew PDF (9560 KB)  ( 117 )
99 基于多Agent的柔性作业车间动态调度方法研究
杨博见，杜丽，郭景仁
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.099
为提高调度策略对工件到达密度变化的适应能力，对柔性作业车间内的动态调度方法进行了研究。首先根据调研结果以及Agent 建模方法构建了基于多Agent 系统的柔性制造动态调度系统；然后结合柔性制造背景下的复杂结构件加工特点对调度过程中任务分解、机床选择、任务分配3 个步骤的运行机制进行了改进，形成了基于工序块的任务分解机制、基于加工精度的机床选择机制以及基于调度规则的动态时间窗调度方法；最后通过试验验证了该动态调度方法在工件到达密度变化场景下的可行性，对当前实际的柔性作业车间生产活动具有一定的指导意义。
2023 Vol. 66 (6): 99-107 [摘要] ( 136 ) HTMLNew PDF (5454 KB)  ( 491 )
108 铝锂合金切削加工试验研究进展
闫冬，李国和，王丰，范建勋，王大春
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.06.108
铝锂合金作为一种先进轻量化材料，具有相对较低的密度、较高的比强度和比刚度以及较好的疲劳性能，在航空航天领域应用广泛。但在铝锂合金切削加工过程中易于出现黏附磨损，从而引起加工质量差、使用性能下降等一系列问题。因此，国内外学者针对铝锂合金切削加工进行了相关研究。对近年来在铝锂合金切削加工试验方面的研究进展进行了总结，重点分析了切削力、切削温度、加工表面质量、刀具磨损以及参数优化方面的研究成果，指出了目前存在的问题以及今后的发展方向，对铝锂合金切削加工技术的发展具有一定的促进作用。
2023 Vol. 66 (6): 108-118 [摘要] ( 153 ) HTMLNew PDF (8306 KB)  ( 117 )
  编辑部公告
22 《航空制造技术》被EI数据库收录★
22 《航空制造技术》被中国科学引文数据库(CSCD)核心库收录
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（2024）来源期刊
22 《航空制造技术》入选中国科技期刊卓越行动计划二期（2024—2028年）
22 《航空制造技术》位居航空航天学科科技核心期刊第3名
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
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  版权信息  
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：010-85700465
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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