基于数字孪生模型的可配置装配偏差分析方法*
2021-12-06王安洋王仲奇常正平马之凯
航空制造技术 2021年20期
王安洋,王仲奇,夏 松,常正平,马之凯
(西北工业大学,西安 710072)
由于飞机要满足飞行速度、机动性、安全性及空气动力学的要求,在整个飞机产品制造过程中对整机的制造和零部件装配精度提出了严格要求。装配偏差指飞机实际装配完成后,关键测量尺寸或关键测量特征的实际值相对于理论值的偏移量,装配偏差的大小是衡量装配准确度的最直接和最重要的指标。研究飞机装配过程中偏差的传递和累积,预测飞机装配偏差对于保障飞机结构装配准确度、提高飞机生产效率和使用寿命具有重要意义[1–5]。
传统的偏差分析方法是基于尺寸和角度缺陷建立的偏差模型和理论,忽略了零件的形状误差,因此传统的偏差分析技术无法达到飞机制造高精密乃至超精密的精度预测要求[6–8]。数字孪生(Digital twin)通过数字化的方式创建与物理实体完全一致的虚拟模型,其中孪生模型的虚体能够反映对应产品的实际状态,可用于描述真实产品的加工、装配和使用维护等过程要素[9],能有效提高装配仿真结果的准确性。因此,运用孪生数据构建具有真实特征的零件和装配孪生体,设计适应于数字孪生体的装配偏差分析方法,对于准确预测产品装配精度,指导现实零部件的装配行为具有重要意义。
基于模型的仿真是计算机集成制造的重要内容,而孪生模型的应用意义在于高精度和真实的仿真预测,因此基于孪生模型的装配偏差计算是数字孪生在飞机装配领域的一项重要研究应用[10–13]。……
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