面向数字化对接的机翼变形分析研究

飞机机翼弯曲与扭转的分析与优化飞机机翼是飞行器的重要组成部分，它承担着支撑飞行器重量、产生升力以及稳定飞行的重要任务。

机翼的设计与优化对于飞机的性能和安全至关重要。

在机翼设计中，弯曲和扭转是两个重要的力学问题，本文将对飞机机翼的弯曲和扭转进行分析与优化。

首先，我们来看机翼的弯曲问题。

在飞行过程中，机翼受到来自气流和飞机自身重量的力的作用，产生弯曲变形。

弯曲变形会影响机翼的气动性能和结构强度，因此需要进行合理的设计和优化。

弯曲变形的分析可以通过有限元方法进行。

有限元方法是一种数值计算方法，可以将结构划分为许多小的单元，通过求解每个单元的位移和应力来分析整个结构的变形和应力分布。

通过有限元分析，可以得到机翼在不同工况下的弯曲变形，并确定是否满足设计要求。

在机翼的弯曲设计中，需要考虑的因素包括材料的选择、结构的刚度和强度以及外部载荷等。

材料的选择应考虑其强度、刚度和重量等因素，以及其在不同温度和湿度条件下的性能。

结构的刚度和强度应满足设计要求，以保证机翼在飞行过程中不会发生过大的变形和破坏。

外部载荷包括飞机自身重量、气动载荷以及外界环境的影响，需要通过工程经验和试验数据进行估算和验证。

除了弯曲问题，机翼还存在扭转问题。

扭转是指机翼在飞行过程中由于气动力的作用而发生的绕纵向轴线的旋转变形。

扭转会影响机翼的气动性能和稳定性，因此也需要进行合理的设计和优化。

扭转问题的分析同样可以通过有限元方法进行。

通过有限元分析，可以得到机翼在不同工况下的扭转变形，并确定是否满足设计要求。

在扭转设计中，需要考虑的因素包括机翼的扭转刚度、扭转强度以及外部载荷等。

机翼的扭转刚度和强度应满足设计要求，以保证机翼在飞行过程中不会发生过大的扭转变形和破坏。

外部载荷包括飞机自身重量、气动载荷以及外界环境的影响，需要通过工程经验和试验数据进行估算和验证。

为了优化机翼的弯曲和扭转性能，可以采取多种方法。

首先，可以通过材料的选择和结构的设计来提高机翼的刚度和强度，以减小弯曲和扭转变形。

飞机数字化装配技术体系研究【摘要】随着现代数字化技术的发展，基于数字技术基础上的数字化装配技术在工业领域得到了日益广泛的应用。

飞机产品结构复杂性和部件装配准确度要求高，数字化装配技术的应用，有效提高了飞机装配效率和装配精度，提高了生产效率，减少了协调的环节。

本文拟对飞机数字化装配技术体系开展研究，希冀能为进一步提高飞机装配精度与效率提供参考。

【关键词】飞机装配；数字化装配技术；技术体系飞机装配是将各种零部件根据设计的要求和技术规范连接整合成一个整体。

飞机装配劳动量很大，几乎占全部飞机制造劳动总量的一半以上。

同时，飞机产品本身结构具有明显的特殊性和复杂性，装配的零部件不仅数量众多，尺寸较大，而且种类多样，形状复杂，装配难度高，对装配的准确度要求也很高。

装配不当不仅容易造成飞机零件的损坏，而且直接影响装配准确性，对飞机整体装配质量和性能造成不利的影响。

随着数字技术的发展进步，我国航空企业积极学习国外先进经验并加强自主研发，数控加工制造飞机零件的技术水平得到大幅度的提升。

飞机部件数字化装配是一种基于数字化的装配模式，综合了测量、调姿、控制等技术，实现了飞机数字化装配技术的突破，可从根源上改变我国目前航空设施在装配连接时大体上由工人手工操作完成的现状，对优化飞机的装配效率与质量，实现飞机制造的自动化管理，具有非常重要的积极影响。

一、飞机数字化装配技术体系的关键技术近年来，国外飞机装配技术得到迅速发展，实现了飞机装配过程的自动化。

包括自动化装配工装、自动化装配单元、自动化装配系统、自动制孔、数字化装配管理技术等。

这不仅实现了飞机装配工作的自动化和科学化，也提高了飞机制造的质量。

国外装配工装采用数控自动化工装方法，如在空客系列民机的机翼壁板的装配采用壁板工装，而在波音飞机的装配上采用翼梁工装。

这两种工装都属于行列式柔性装配工装。

很多大型民机结构采用自动化的装配工艺，包括数控工装、加工和检测单元、数字化定位技术等。

中国机翼设计现状分析报告引言机翼是飞机的重要部件，对飞机的性能、安全性以及燃油效率有重要影响。

随着航空技术的快速发展，中国机翼设计也在不断改善与创新。

本报告旨在分析中国机翼设计的现状，并探讨未来发展趋势。

机翼设计技术静态机翼设计静态机翼设计主要涉及机翼的几何形状、厚度等参数的确定。

在这方面，中国的机翼设计借鉴了国际先进设计理念，如利用数值模拟和计算流体力学进行优化设计。

中国的飞机制造企业在这一领域投入了大量资源，取得了显著的成果。

例如，中国的C919客机采用了高度流线型的机翼设计，减小了气动阻力，提高了飞行效率。

组件集成设计组件集成是指机翼与其他部件（如引擎、起落架等）的设计融合。

中国为了提高飞机的整体性能，注重机翼与其他部件之间的协调性。

例如，中国的歼击机在机翼设计中考虑了雷达隐身和武器携带等因素，使得机翼与飞机的其他部件相互配合，提高了整体战斗性能。

材料与制造技术创新材料与制造技术对机翼设计至关重要。

中国积极采用先进的复合材料和先进制造技术，不断改善机翼设计。

例如，中国的C919客机采用了复合材料结构的机翼，降低了飞机的整体重量，提高了燃油效率。

现状分析成就中国的机翼设计在国内外都取得了一定的成就。

例如，中国的C919客机机翼设计采用了数字化设计和大气动力学分析，提高了飞机的效能。

中国的运-20战略运输机在机翼设计上考虑了大载荷和高稳定性要求，使得飞机在运输任务中表现出色。

此外，中国的歼击机在机翼设计方面也取得了重要突破，提高了空中作战能力。

挑战然而，中国在机翼设计领域仍面临一些挑战。

首先，中国的机翼设计还有一定的待提高空间，需要更多的创新思维和技术突破。

其次，中国在机翼材料和制造技术上与国际先进水平仍存在差距。

此外，机翼的复杂性和整体性使得设计和制造成本较高，需要进一步降低成本。

发展趋势高效性未来中国机翼设计的发展趋势将主要集中在提高飞机的高效性。

通过降低飞机的气动阻力和重量，以及提高飞机的推进效率，可以进一步提高飞机的综合性能和燃油效率。

飞机机翼前缘与缝翼数字化装配协调技术分析摘要本文从飞机装配协调方案入手，分析了飞机机翼前缘和缝翼数字化装配协调技术，提出了相应的装配协调方法和技术措施，以此提升我国飞机部件装配协调技术。

关键词飞机机翼前缘；缝翼数字化；装配协调技术以往传统飞机的装配采用模拟量传递方式协调相关部位，也就是利用标准的工艺设备调节交点和外形的协调性。

当前数字化技术快速发展，在产品设计过程中，研究出了MBD技术，以此设计机翼的前缘和机翼的缝翼，此种技术的应用和推广为后续数字化装配协调技术奠定了有利基础。

1 分机装配协调方法1.1 模拟量协调对于传统飞机而言，在制造过程中，主要是利用模板和样板，通过标准样件和生产工装的方式，将飞机设计的具体要求和原则，传送到产品制造过程中去。

可是其尺寸传递环节比较多，路线长，产品制造准确性低，无法有效满足飞机的准确度需求。

1.2 数字化协调在数字化协调体系中，采用独立制造原则保证产品制造度的准确性，在保证产品制造符合性的基础上，确保产品自身的协调性。

在装配过程中，采用激光跟踪仪等数字化测量设备，保证零组件在坐标系中的正确空间位置[1]。

2 飞机机翼前缘和缝翼数字化装配协调技术2.1 机翼前缘和缝翼产品技术要求机翼前缘的零组件构成包含普通隔板、机加加强隔板、前梁、复核材料下的金属化铣上蒙皮等组件。

机翼前缘和缝翼的产品技术实际要求是结构轴线和理论值之间的偏离数据允许值是：端肋结构轴线允许偏差为±1mm，梁结构轴线允许偏差±1mm，前缘普通隔板的结构轴线允许偏差为±1mm，加强隔板的结构轴线允许偏差是±0.5mm，每段缝隙加强肋交点同轴度的允许误差为±0.3mm。

2.2 机翼前缘和缝翼数字化装配技术难点（1）前梁的装配难点前梁外形、梁腹板面的平面度等参数是决定后续各零件装配准确度的重点。

怎样准确检查前梁各项参数的偏差，与此制定出预防措施，同时这也是前梁准确装配的难点。

翼身对接误差分析和工艺方案选择苑春华（中航通飞华南飞机工业有限公司试飞中心，珠海市 519040）[摘要] 目前国内大型飞机项目研制采用“主制造商–供应商”模式：机体各部件制造由不同的机体供应商完成，机身结构集成由主制造商完成。

项目研制阶段，在“主–供”模式下，针对机身、机翼三叉耳对两叉耳加衬套再由螺栓进行固定的连接结构方案，采用机体供应商加工到最终状态交付后对接和留工艺余量在总装型架上对接后精加工至最终尺寸这两种形式，决定了是否能够高质量、高效率、低成本地完成研制批飞机的制造，并保证设计要求的实现和满足飞机适航符合性要求。

关键词：“主制造商–供应商”模式；温度误差；系统误差；工艺补偿；装配变形DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2020.20.093方向沿机翼展向，叉耳结合面间为2mm 厚的圆环形垫片。

对于翼身对接孔的装配工艺方案。

一直是两个理论在争论：一是对接孔径向留精加工余量，即机身、机翼在总装型架上调整至最终姿态后，固定，然后在总装型架上利用精加工设备（如自动进给钻）镗孔至最终尺寸；二是不留余量，即在机体供应商（西安）部件装配型架上按设计要求定位铆接至最终对接状态，然后在主制造商（珠海）机身、机翼对接型架上直接对接。

两种翼身对接工艺方案各有优、缺点。

方案1的优点是可以将对接前的整体机身外形调整至与理论外形无限吻合的状态，缺点是精加工耗时费力；方案2的优点是翼身对接装配效率高，缺点是机翼、机身的相对位置固化了，没有调整的裕度。

采用何种方式决定了是否能够高质量、高效率、低成本地完成鲲龙飞机研制批的制造，并为后期工业化研制和发展大型灭火/水上救援水陆两栖飞机（以下简称“鲲龙飞机”），是党和国家在新世纪做出的具有重大战略意义的决策，是发展我国苑春华高级工程师，主要从事大型灭火水上救援水陆两栖飞机AG600的装配以及试飞技术的研究工作，曾参与多种飞机型号的研制、制造工作。

航空飞机产业、建设创新型国家、提高我国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大战略举措。

飞机数字化装配技术分析摘要：为实现智能化飞机装配，行业技术人员应在飞机装配技术发展进程中融入先进数字化技术，以满足时代发展需求，保障飞机装配质量和效率。

本文先分析飞机数字化装配技术体系包括的技术内容，进而探究飞机数字化装配技术的具体应用。

相关行业人员应注重应用数字化装配技术，以强化我国飞机制造水平。

关键词：飞机；数字化；装配技术引言：我国技术水平的提升，为各行各业带来发展机遇。

航空制造业应注重创新生产技术，以实现产业突破。

在产品制造阶段，为在最大程度上保证零件质量，业内技术人员应在生产链运作中引用数字化技术，加大对产品装配环节的重视。

飞机作为关键交通工具，一旦发生安全事故，将会造成巨大损失。

所以，如何通过技术创新促使飞机装配水平提升，是当前航空制造业需要重点探究的课题。

1数字化装配技术体系1.1数字化装配工艺在科学技术高速发展的时代背景下，飞机数字化装配技术已在诸多工业领域广泛应用。

通过数字化装配技术体系的合理应用，可借助三维实体模型的集成对产品定义信息进行完整表达，并以实体模型作为制造依据，在实际装配工作中投入使用，以提高装配科学性。

数字化装配工艺设计在数字化装配技术体系中属于基本内容，其可归类于基于模型的MBD定位技术，这一技术在数字化定义规范的前提下，通过三维建模的方式定义产品，最终可完成三维工装模型和三维数字样机的打造[1]。

1.2装配定位、制孔、连接技术在数字化装配技术体系中，还包括装配定位技术、制孔技术和连接技术。

其中，装配定位技术在实际应用中可分为零件装配基准孔面和工装定位两方面，但在运用飞机数字化装配技术进行飞机装配时，为保证飞机定位的精准性，往往会应用段件、板件、组合件及许多其他的装配零件。

基于飞机数字化装配技术的柔性工装，可使传统装配工作中存储占地面积大、刚性工装刚性专用限制、结构开敞性差以及设计制造周期长等问题得到妥善处理，从而充分发挥其数字化、柔性化、模块化的应用优势。

当前飞机结构的装配大都应用机械化的连接方式，尤其在部分新型飞机数字化装配制孔技术中，主要通过对其结构形式、表面质量、配合性质等方面的调整，使其整体连接状态得到改善。

装配仿真技术在飞机翼身对接中的应用发布时间：2023-02-16T06:54:02.334Z 来源：《科学与技术》2022年第19期作者：陈春[导读] 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。

陈春珠海通飞未来飞行器有限公司摘要：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仿真技术。

高效应用这种技术大大提高了飞机制造质量及效率。

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大部件装配中的应用。

关键词：装配仿真技术；飞机装配应用；装配工艺及仿真验；DELMIA1990年以来，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。

在现代飞机制造中，数字化装配工艺设计与虚拟仿真涵盖了三维交互工艺规划、装配序列和装配路径虚拟仿真以及可视化指导文档输出等多方面的应用，对飞机等复杂产品寻求制造过程的最优解决方案发挥着重要作用。

一、飞机装配特点不同于一般机械产品，飞机具有结构复杂，零件数量庞大的特点，而且其大部分由钣金件和尺寸大、刚性小的壁板类零件组成，需要采用大量夹具和装配工艺装备支撑定位来保证其装配精度，因此飞机装配是一个环节复杂、劳动量大，且需要达到一定技术要求的过程，其具有以下几方面特点：飞机装配劳动量大、周期长。

一般机械产品装配环节占总装配量的20％左右，而飞机的装配过程占用了大约40％，同时占用了产品制造费用和工时的50％，占用了大量的制造时间和制造资源。

装配环节繁复。

飞机外形复杂、零件多、尺寸大，传递环节多，装配过程中需要采用一定协调互换的方法保证装配环节的误差积累在要求范围内。

机身柔顺对接装配及接触力分析方法摘要：飞机组装是飞机制造过程中的主要任务它是根据设计图纸、参数要求、技术标准和技术规定，根据飞机制造中的可互换性要求和尺寸协调原则，组装和连接飞机产品零部件的过程，目的是将零部件和整个设备形成一体飞机组装是一项综合、复杂、多学科和多学科的技术，对飞机产品的制造、生产周期和组装质量产生重大影响。

本文主要分析机身柔顺对接装配及接触力分析方法。

关键词：飞机装配；翼身对接；叉耳对接；柔顺装配；接触力建模引言飞机装配是飞机制造过程中的重要组成部分，涉及学科领域广泛、难度较大，是一项综合性制造技术。

其中，机翼装配精度要求高、配合件昂贵、装配难度大，精度要求在0.05mm以内。

传统机翼机身对接装配使用专用型架配合人工辅助的方式进行装配，由于人工操作误差、型架制造误差，机翼位姿精度难以保证，而机翼连接结构间隙狭小，装配过程中产品易发生变形、碰撞和磨损。

为了提高装配质量，目前主要有两种方式：（1）使用由数字测量系统、数字定位装置、控制系统组成的数字化调姿定位系统来提高调姿定位精度；（2）使用柔顺对接技术来平滑对接过程中的接触力。

但上述方式仍难以保证对接装配的顺利进行。

1、机翼装配数字化调姿及柔顺对接机构机翼结构形式多种多样，如边条翼、后掠机翼、前掠翼和三角翼等，翼身对接形式也不尽相同，如叉耳、轴孔和齿垫等形式。

为降低制造成本、提高装配效率，需要设计一种面向机翼对接装配的柔性工装，通过快速重构满足不同机型、不同连接形式的对接装配要求。

基于上述需求，浙江大学飞机数字化装配课题组设计了一种结合数字化调姿定位技术与柔顺对接技术的机翼数字化调姿对接系统。

该系统既可以满足机翼在各种小间隙连接形式中的低应力无损装配，又实现了调姿对接系统与装配部件“一对多”的模式，不再局限于特定机型、特定对接形式，充分体现了数字化、柔性化的装配理念。

2、机身结构分析与装配工艺设计机身是飞机的核心，通常结构与其他飞机相同。

两种民用飞机翼身对接结构r比较分析汤平【摘要】A350和波音787是当今最先进的民机代表,机体结构的复合材料含量高,形成大量的金属与复合材料的混合结构,如翼身对接结构.研究两种机型的翼身对接结构有现实的借鉴意义.阐述了民用飞机翼身对接工艺界面通常的选取范围,图解了两种机型对接工艺界面各自的特点;列举了两种机型机翼壁板对接、机翼梁对接和外翼上壁板中机身对接的结构并加以分析,比较了两种对接结构的优缺点;说明了两种对接结构对翼身装配和总装的影响;对混合结构连接的国内研究状况和设计思路做了阐述.最后总结了两种机型对接结构的特点.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2018(061)013【总页数】7页(P28-34)【关键词】对接结构;下壁板;上壁板;长桁端头;开槽【作者】汤平【作者单位】上海飞机设计研究院,上海 201210【正文语种】中文翼身对接结构是飞机外翼载荷传递转换到机身的关键部位，此处载荷大，协调复杂[1]。

当前先进民用客机A350和波音787的翼身对接结构有各自的设计特点，这是和设计风格传承、总体布置、工艺水平密切相关的。

这两种飞机的外翼、中央翼和机身大量使用了复合材料，因此在对接结构的具体考虑上也有相似的地方。

本文分析了这两种机型的翼身对接界面和对接结构，阐述了各自对接界面的特点和对接结构的设计原理及优缺点。

翼身对接界面1 翼身对接界面的选取民用客机通常是下单翼布置，翼身对接有工艺界面[2]。

此对接界面的选择范围见图1。

图1中A向视图是飞机投影在水平面上的俯视图。

直线AB是外翼前梁平面和外翼上翼面的交线，直线CD是外翼后梁平面和外翼上翼面的交线，弧线BD是外翼上翼面和中机身外形面的交线，MN是机身最宽处边线。

E、F分别是MN与AB、MN与CD的交点。

通常民用飞机翼身的对接界面定义范围就是图1（a）中四边形EFDB。

P是线段EB上的点，Q是线段FD上的点，连接P、Q成线段PQ，线段PQ即对接界面的定义线。

飞机大部件数字化对接技术摘要：近年来，随着激光测量技术、计算机控制技术等数字化技术的迅猛发展，飞机的部件对接装配从人工装配转变为数字化自动装配。

飞机的数字化对接技术可以实时地反映出对接过程中的实际情况，从而大大提升对接的质量和装配的效率。

本文就飞机大部件数字化对接技术展开论述。

关键词；大部件；数字化对接；激光测量飞机的装配工作占飞机制造总劳动量的50%以上，装配周期约占全机制造周期的 50%~70%，装配的准确度又决定了飞机的质量。

现代大型飞机零件尺寸大、协调关系复杂、零件及连接件数量众多，极易产生装配变形和装配应力，其中大部件的对合及装配工作又是重中之重。

因此，必须不断提高飞机装配工艺技术水平，研制新的工艺装备，才能满足新型飞机对装配精度和服役寿命的更高要求。

1.数字化对接技术原理传统国内航空制造业的装配对接是以模线、样板、各种样件等为主体，这种方法装配协调环节多、协调工艺技术方法复杂、精度低，导致装配效率低，产品质量低，从而限制了整个生产过程[1]。

数字化对接技术利用数字化测量设备及计算机搭建数字化测量系统，通过测量设备实时跟踪定位部件在坐标系下的具体位置，结合数字化定位器或柔性工装实时精准的调节部件姿态，根据数字化测量系统反馈的测量数据，计算机依据多轴联动机构的运动学原理，分析优化部件的调姿路径，从而控制系统实现精准的姿态调整，实现高效装配对接。

数字化对接的流程如图 1。

图1为飞机部件数字化对接流程2.对接系统总体布局飞机大部件对接系统的总体布置是一个系统工程，包括对接工艺、飞机产品结构、平台及系统安装等，综合考量这些环节才能确保对接系统总体布局的合理、科学性。

针对飞机全机的大部件对接特点，目前采用具有多轴联动控制机构、自动对接功能的数字化定位系统。

其中，柔性定位器是数字化自动对接定位机构的基本组成部分[2]，针对飞机不同大部件的自身结构和对接定位运动特点，选择能够可靠支撑飞机大部件的随动式柔性定位机构：（1）分布式对接系统针对分布式定位系统，以分布式的形式布置数控定位器，使用具有支撑和传动为一体的定位机构，将定位器与部件相结合，由伺服电机带动定位器沿X、Y、Z三个坐标进行运动，并由多个定位器协同联动支撑、调整、定位，完成大型部件的数字化对接。