装配仿真技术及其在飞机装配中的应用

装配仿真技术及其在飞机装配中的应用

李忠

中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西西安 710089

摘要：近年来，我国经济在科学、技术和信息技术飞速发展的背景下取得了长足的发展。同时，经济进步带动了我国技术的发展，全国飞机装配研究积极运用数字装配装配仿真技术。高效应用这种技术大大提高了飞机制造质量。数字装配仿真技术在飞机制造及相关制造业中发挥着重要作用。因此，需要进一步研究装配仿真技术及其在飞机部件中的应用。

关键词：装配仿真技术；飞机装配应用

1990年代以来，数字飞机装配技术的发展和应用已是保证和提高飞机整体质量的有效手段。随着数字制造技术的发展，数字装配仿真已成为现代制造业的主要工具和技术，尤其是在航空、航天、汽车工业和造船等领域，部件数量大，技术容量大，集成水平高，开发周期长，成本高。

一、数字化装配仿真装配技术介绍

随着该技术的进一步发展和广泛应用，仿真数字装配技术应运而生，仿真模拟零件，确保更好地掌握设备的拆卸和装配，然后采取适当的装配措施，确保该技术应用的主要优点是在机械设计阶段模拟相关的设计和制造过程，直观地表示产品设计的各个方面。随着数字仿真的进一步完善和发展，该技术在飞机装配中的应用变得越来越重要，从而导致了理想装配的应用。

二、机翼结构与装配技术

本文阐述了机翼在仿真装配中的结构和装配工艺及其在飞机上的应用。飞机的机翼外形结构需要高精度。在普通飞机的机翼上，机翼的翼肋和纵墙是包含许多钣金零件的主部件。许多组件和结构是复杂装配工艺的基础。因此，必须在装配过程中型架机翼装配。机翼转配联接技术目前始终以传统螺纹和铰接联接为基础。此外，机翼的外形在飞机上起着重要作用，但它需要较薄、小刚度的钣金零件。因此，装配过程中容易产生变形和应力，定位必须由装配型架进行，这主要确保了装配零件在使用过程中是夹紧的，并在装配过程中提供了更高的精度。在实际生产过程中，零部件必须由定位器固定，以确保零部件始终到位；机翼外形的精度应由卡板决定。装配机翼时，需要根据不同情况进行实际操作，可以在装配部件(如蒙皮、翼肋等)时应用单个零件组装，或在安装诸如耳片和加强筋等时。第二，翼尖和副翼的装配应通过子部件进行；最后，把机翼装配。

三、装配工艺及仿真验证

本文还介绍了机翼的装配工艺及仿真验证。首先，设定模拟环境。在此处应用DELMIA，并导入两个模型工装型架和一个3位数字。当然，这两种模式都是专门针对此环境而设计的，必须调整到正确的位置。创建组件模拟时，应严格按照组件顺序进行实施，并且工艺流程中的刀具信息应与组件模拟过程密切相关。这些前期活动使我们能够高效地创建和调整相关的流程序列，并将相关的资源模型和产品分配给我们设计的流程和节点，以充分验证流程的有效性。

1.装配顺序验证。装配顺序验证时，必须充分考虑相关资源、程序及产品资讯。同时，必须充分利用定义的部件路径来支持产品装配过程的真实三维运动仿真。必须在DPM中的部件分析过程中实施该过程，以便在装配过程中充分有效地分析和检测距离、间隙、运动空间和装配时间。在计算机上，相关数据的分析结果会及时传递给设计者。分析结果将进行计算，并与分析结果结合使用，以使设计者更好地了解不足的装配空间、路径和顺序，并在下一个设计阶段对其进行优化。

2.检查装配是否存在干涉。使用DELMIA执行装配模拟时，环境会提供各种干涉检测功能。例如，使用模拟工具的摩擦检测，可以在运动期间正确检测不同零件之间的干涉。如果系统检测到干涉，则会自动生成警告。如果检测到干涉，则会自动将报告发送给员工。干涉区域、内容和零件是报告的主要内容。应相关流程开发人员的要求，及时分析并纠正干涉的原因。例如，如果机翼在装配模拟中处于打开和关闭状态，则蒙皮和卡板之间可能会发生干涉，并且机翼降下架时会反映局部干涉。这样设计者就可以准确分析和及时调整相关报告。但是，机翼在实际制造中仍然受到轻微干涉。在现阶段，我们需要更详细地处理在各个零件之间制造过程中出现的错误和干扰，这些错误和干扰会导致在实际应用过程中出现更大的问题并导致大幅度的变形。但是，该技术在装配仿真中的应用远低于传统生产技术中的误差和干涉。

3.人机模拟。说明在人机环境模块中定义的三维人体模型、动态模拟人与产品之间的互动、分析工作环境的可操作性、在工作环境中学习人体模型，以及人体的人体操作舒适度。在此基础上，加工和制造资源的更改和优化可以优化员工的舒适性和安全性，从而提高生产率。例如，安装机翼前缘时，躬身或者蹲坐所需的时间较长，而机翼前缘在自动扶梯上仰视所需的时间较长。人机工程模拟可让分析人体姿势的舒适度，然后变更机架设计或调整机架高度，以在相对舒适的状态下工作，保护员工并提升生产力。

4.形成装配说明书和规范。同时可以转换成规范工人操作和提高生产质量的三维装配工艺规范。这些可视化装配还用于产品的现场装配，使操作人员无需拆卸即可了解机翼的结构，便于维护和检查。在制造机翼时，通过使用培训视频进行安装，平均培训时间可减少约30%，从而使提前期缩短约30%。合格率提高了约20%。增加18%生产效率。这大大缩短了开发周期。

总之，飞机的装配对其整体运行质量有一定影响，是飞机制造中的主要问题之一。随着技术的发展，飞机制造的新方法正在开辟。使用仿真技术进行装配仿真可确保飞机装配质量。采用数字仿真进行飞机装配简化了装配过程，可以结合仿真技术对装配过程和零部件进行详细分析，使装配人员能够及时发现设备设计问题。

参考文献：

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[2]李仲刚．基于DELMIA的装配过程仿真及其在飞机数字化柔性工装设计中的应用[J]．锻压装备与制造技术，2019(6)：92-95．

[3]成海永．数字化装配技术及工艺装备在大型飞机研制中的应用[J]．航空制造技术，2019，466(22)：10．15．