复杂薄壁工件是航空发动机中的一类关键、重要零件,如何抑制因其弱刚性、材料难加工、强时变特征导致加工过程产生的变形和振动已成为亟待解决的瓶颈问题。夹具的合理布局及提升装夹稳定性可以有效地抑制加工振动。目前,夹具系统的智能化已经成为制约智能加工技术实现的主要瓶颈。研制能够自适应薄壁零件复杂工况的夹具设计成为研究热点。从工件- 夹具动力学建模,夹具布局优化、夹紧力优化以及目前自适应夹具设计等几个方面进行综述,希望为今后自适应夹具设计与工程应用提供帮助。
智能制造是引领制造业发展,推动下一次工业革命的重要引擎。飞机结构件加工是典型的小批量、大柔性离散型制造,在实现智能制造转型过程中存在诸多难点。介绍了智能制造的背景、特征和内涵,在此基础上分析了飞机结构件智能制造转型面临的现况,提出了面向智能制造的飞机结构件数字化车间构建关键技术,为建立飞机结构 件智能制造范式奠定基础。
基于合同网协议的传统多Agent 方法(Traditional Multi-Agent Way,TMAW) 求解作业车间调度问题,一般以单一的完工时间为优化目标,忽略了调度多目标性的要求;同时,招投标机制下Agent 之间的任务优化分配本质上是单步优化,优化区间过小导致对系统整体调度性能的提升非常有限。针对上述问题,重新规划了多Agent 调度模 型,提出一种区间协同拍卖的动态调度策略(Interval-Synergy-Auction Scheduling Strategy,ISASS),该策略实现了一定时间窗口内时间、成本、设备负载和能耗的全局多目标优化,并可通过设置权重系数来调节优化目标倾向,很好地规避了上述传统多Agent 方法的不足。最后,通过仿真测试验证了上述策略的高效性,同时研究了不同时间窗口和权重系数对调度性能的影响,可较好地指导实际生产。
针对传统制造企业存在的切割下料与分架集成问题,通过分析制造企业架子数量、生产工艺等生产现场约束,提出了一种先求解下料问题,再调用分架算法完成子材落架的启发式算法。采用启发式策略对下料方案的切割顺序优化和单块子材落架的顺序优化,解决了制造车间下料与分架集成问题。通过实例验证了方法的实用性和有效性,满足实际生产约束和生产需求,实现了企业的智能化生产。
预测刀具寿命对保证零件质量和控制加工成本意义重大,但刀具磨损过程复杂多变,刀具剩余寿命受工况影响难以准确预测。针对以上问题,提出了一种基于在线学习的刀具寿命动态预测方法,以长短时记忆网络为基础模型,融合在线学习模块,使得模型能够在加工过程中自动更新参数,实现变工况下刀具寿命的精确预测。进行了铣 削加工试验,结果表明,刀具寿命动态预测方法可以有效提升刀具寿命预测精度。
航空导管生产具有多品种小批量、人工作业为主、流转快、产量高、在制品量大的特点,生产物流管控较为困难。提出一种基于工位端的生产物流管控方法:由底层工位端向上层车间生产管控层构建,将车间各类资源按照工序功能划分组织成工位,工位即为物流管控点,配置有工位端软件、工位端终端机、物料识别设备。通过AGV小车在各个工位间运输导管,建立车间网络将各个工位与车间生产管控层连接在一起。上层车间生产物流指令能够快速准确传递至各个工位执行,同时工位端能够采集导管实时信息并上传,建立了有效的导管车间生产物流管控系统。结合导管生产线实例,开发了导管生产物流管控系统,验证了本系统的有效性。
化硅纤维为代表的新型特种纤维具有良好的性能,在航空航天、军工武器装备等高科技领域备受关注,作为一种战略储备性新材料,我国正在加大部署和投资力度。新型特种纤维及其复合材料湖南省重点实验室以国家战略需求和学科发展前沿为导向,开展新型特种纤维材料及复合材料等领域的应用基础研究,为行业发展提供关键性的理论依据和原理性技术支撑。
针对现有的设计制造协同方案进行优化,重点整合了并行协同研制流程,实现了设计和制造同步开展;进而探讨了该优化方案的若干实施途径。经分析,该优化方案能进一步缩短设计试制周期约2~3 个月,促进设计制造紧密融合,提高设计质量和制造符合性,并可期降低研制成本。
为建立切削加工中7B04 铝合金Johnson-Cook 本构模型,进行了准静态压缩试验和直角自由切削试验,根据大变形、高应变率和高温度下的材料应力- 应变关系对本构模型的参数进行识别,提出了应变软化修正项和应变率硬化系数的形式,最后进行了试验验证,结果表明该模型能够准确模拟出7B04 铝合金在切削过程中的应力。
针对Invar钢模具型板形状复杂多样,传统加工方法效率低、质量低等缺点,借鉴双曲度船体外板成形加工经验,对活络方形压头非对压技术在Invar模具型板预成形加工上的适应性进行了研究。对Invar钢的材料特性、形状特点、成形工艺进行了分析,成形结果表明活络方形压头非对压技术结合大吨位油压机能够有效地加工Invar钢模具型板,成形精度满足Invar钢模具型板预成形生产要求。
燃油喷嘴的增材制造在缩短制造周期、降低制造成本以及提升合格率方面具有明显优势, 但是喷嘴内流道表面的光整处理成为打印工艺亟需突破的关键技术难题。对增材制造燃油喷嘴内流道特征件进行磨粒流四因素抛光试验,结果表明在本文的试验条件下,磨粒流抛光可有效去除表面黏粉、球化现象,改善表面台阶效应;通过优化计 算获得了磨粒流抛光的最优工艺参数,经试验验证,喷嘴内流道表面粗糙度Ra由9.10μm 降至2.70μm。
采用共晶SnPb钎料和自制InPbAg钎料对导电环中的金合金片与镀银铜导线进行钎焊连接,对两种钎焊接头显微组织、化合物成分、硬度及力学性能进行对比分析,探讨自制InPbAg钎料对接头脆性的影响。结果表明:SnPb钎料/ 金合金界面产生层状分布的IMC 层,主要成分为AuSn2、AuSn4、Ag3Sn等脆性金属间化合物;InPbAg钎料/ 金合金界面IMC层很薄,主要成分为AuIn2、Ag2In化合物相,其硬度均低于SnPb接头界面IMC层硬度,说明InPbAg接头界面金属间化合物脆性相对较低。力学性能分析显示,InPbAg接头力学性能稳定性相对较高,SnPb接头为脆性断裂,InPbAg接头为塑性断裂。
自20世纪70年代起,美国先后开展了CO2激光器、化学激光器的机载演示验证,共完成3轮机载激光武器样机研制,并完成打靶试验。自2009年固体激光技术首次突破百千瓦输出以来,愈加着力开展电驱动固体激光器研制及配套技术研究。美国机载激光武器发展呈现出由战略应用向战术应用转变、由大型平台向小型平台转变、由化学激光向固体激光转变的趋势。机载激光武器正在从试验演示向武器装备转化。回顾了美国机载激光武器发展历程,结合技术发展现状和预测,提出机载激光武器发展差距和发展建议。
分别以减小生产拖期和提高设备利用率为目标,研究了柔性生产线的调度问题。在满足各种约束条件下,利用调度规则进行任务优先级的计算,确定工序任务的执行顺序。通过遗传规划方法完成调度规则的搜索与优化,在线应用获得的最优调度规则,完成调度方案的求解。通过仿真试验,得到的结果验证了该算法求解生产线调度问题的有效性。