基于铝合金板材应力反求与应力评测的飞机结构件加工变形控制新方法

作者： 秦国华   王华敏   林锋   孙士平   郭翊翔   吴铁军   吴竹溪   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2020 文献类型 ： 期刊

描述： 在飞机结构件的高速切削过程中,随着7075铝合金厚板的材料去除,残余应力释放成为加工变形的关键因素.因此,研究加工变形随毛坯初始残余应力释放的演化规律,是进行加工质量控制的核心环节和基础,对于实现加工过程的高效化和精密化至关重要.首先依据弯曲变形理论,推导出工件随材料去除而产生的加工变形力学模型,通过厚向逐层施加单位应力,利用有限元方法计算变形因子,将力学模型分解为变形因子与残余应力之积的数学形式.其次,将加工要求作为加工变形的控制限,结合残余应力的自平衡特性建立残余应力规范模型,采用夹逼原则这一数学技巧,通过引入单位变量将应力规范模型转化为齐次线性不等式组,提出应力规范模型的枢轴变换反求技术.最后,通过任意变量转化为两个非负变量之差的数学技巧,提出了毛坯的实测应力值为应力规范的解的线性规划判断方法,实现了加工变形满足加工要求的预先评估.通过枢轴变换和线性规划方法将被动的加工变形分析转化为主动的残余应力评测,为切削上游工艺提供合理的出厂应力标准,实现毛坯制备与切削工艺的有机结合.

飞机整机装配质量数字化测量技术

作者： 隋少春   朱绪胜   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 数据配准   数字化测量   飞机几何外形   飞机整机装配质量   固定式测量站  

描述： 飞机几何外形即整机装配质量,直接影响整体装备的气动性能、隐身性能以及结构性能.为更加准确、高效、全面地评价飞机整机装配质量,本文提出了基于固定式测量站的飞机整机装配质量评价方法.首先介绍了整机固定式测量站的架构,对其包含的基站、激光扫描系统、自动化设备和系统软件进行了简要的介绍,并对各系统之间的关系进行了阐述.然后,对测量设备的测量原理、系统标定方法和坐标系配准方法进行了分析,通过基于一维靶的虚拟点集控制场外参数标定方法,提高标定效率,降低劳动强度,满足现场标定的需求.同时,在数据融合方面,对传统的奇异值分解方法进行了优化,通过利用随机抽样一致性算法结合奇异值分解方法,提出了RANSAC-SVD坐标系优化配准算法,可以剔除由于误差较大而不适合用于坐标系配准的参考点,仅采用波动较小的内点进行坐标系配准,可以有效地提高坐标系配准的精度.在此基础上,简述了该系统的工作原理,详述了飞机整机测量准备阶段、数据采集阶段和数据处理阶段所包含的主要任务和流程.最后,对相机的外参数进行了标定并对测量场内的精度进行了分析与测试,结果表明,重复测量精度可达到0.024 mm, 3D点坐标测量误差小于0.2 mm,且有60%的测量数据误差小于0.1 mm.

考虑抖振特性的变弯度机翼设计研究

作者： 雷锐午   白俊强   许丹阳   马世伟   惠心雨   汪辉   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 抖振性能约束   1.3g抖振点   变弯度机翼   气动外形优化   民用客机  

描述： 力矩配平条件下,获得接近1%的减阻收益.因此结合分离函数预测抖振特性的气动优化设计方法可以对变弯度机翼进行深入的优化设计,让机翼的变弯度收益具备更为实际的参考价值.

基于特征注意力机制的GRU-GAN航空发动机剩余寿命预测

作者： 袁烨   黄虹   程骋   虞文武   丁汉   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 注意力机制   生成对抗网络   特征提取   航空航天   剩余寿命预测  

描述： 涡扇发动机作为航空航天领域的核心设备之一,其健康状况决定了航空器能否稳定可靠地运行.涡扇发动机的剩余寿命预测是航天器设备监测与维护的重要一环.然而涡扇发动机的监测过程具有工况复杂、监测数据多样、时间跨度长等特点,针对其数据类型多且体量大、数据冗余度较高、剩余寿命预测精度较低等问题,本文通过将生成对抗网络(Generative adversarial network, GAN)的生成能力与门控循环单元(Gate recurrent unit, GRU)的预测能力相结合,提出一种基于特征注意力机制的GAN和GRU融合模型.为了对时序关系进行建模,首先利用特征注意力机制和GRU分别提取空间和时间上的相关性,然后将经过预训练的生成器附加到GRU之后得到整体模型.具体来说,本文采用预训练的GAN网络生成模块替代传统自编码器,解决了由自编码器参数过多引起的GRU模块训练不充分的问题,提升了时空相关特性的提取能力、提高了模型的泛化性能、提升了预测精度.本文利用CMAPSS涡扇发动机数据来验证模型效果,通过与不同机器学习方法进行对比,实验结果显示,该方法在均方根误差和指数型评价指标这两个评价指标上都有较高的预测精度.

面向航空协同制造的工业互联网架构研究与应用

作者： 蒋敏   郑力   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 数字化转型   协同制造   工业互联网   航空装备  

描述： 当前新一代信息技术与制造业的深度融合,正驱动着传统制造业的数字化、智能化转型发展及业务模式的深刻变革.航空装备研制过程具有跨时空域、跨产业链、跨多主体高效协同的典型特征,是一项复杂的系统工程,构建面向航空复杂装备协同制造的工业互联网平台,既是满足当前航空复杂装备高效研制的必要手段,也是以新模式驱动航空制造数字化转型的重要举措.本文主要从航空装备研制数字化转型过程中对工业互联网发展的迫切需求与发展机遇出发,研究面向航空装备协同制造的工业互联网架构体系,并对其涉及的关键技术及应用场景进行了初步探讨,以期对航空制造工业互联网的建设发展提供参考与借鉴.

面向航空协同制造的工业互联网架构研究与应用

作者： 蒋敏   郑力   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 数字化转型   协同制造   工业互联网   航空装备  

描述： 当前新一代信息技术与制造业的深度融合,正驱动着传统制造业的数字化、智能化转型发展及业务模式的深刻变革.航空装备研制过程具有跨时空域、跨产业链、跨多主体高效协同的典型特征,是一项复杂的系统工程,构建面向航空复杂装备协同制造的工业互联网平台,既是满足当前航空复杂装备高效研制的必要手段,也是以新模式驱动航空制造数字化转型的重要举措.本文主要从航空装备研制数字化转型过程中对工业互联网发展的迫切需求与发展机遇出发,研究面向航空装备协同制造的工业互联网架构体系,并对其涉及的关键技术及应用场景进行了初步探讨,以期对航空制造工业互联网的建设发展提供参考与借鉴.

基于特征注意力机制的GRU-GAN航空发动机剩余寿命预测

作者： 袁烨   黄虹   程骋   虞文武   丁汉   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 注意力机制   生成对抗网络   特征提取   航空航天   剩余寿命预测  

描述： 涡扇发动机作为航空航天领域的核心设备之一,其健康状况决定了航空器能否稳定可靠地运行.涡扇发动机的剩余寿命预测是航天器设备监测与维护的重要一环.然而涡扇发动机的监测过程具有工况复杂、监测数据多样、时间跨度长等特点,针对其数据类型多且体量大、数据冗余度较高、剩余寿命预测精度较低等问题,本文通过将生成对抗网络(Generative adversarial network, GAN)的生成能力与门控循环单元(Gate recurrent unit, GRU)的预测能力相结合,提出一种基于特征注意力机制的GAN和GRU融合模型.为了对时序关系进行建模,首先利用特征注意力机制和GRU分别提取空间和时间上的相关性,然后将经过预训练的生成器附加到GRU之后得到整体模型.具体来说,本文采用预训练的GAN网络生成模块替代传统自编码器,解决了由自编码器参数过多引起的GRU模块训练不充分的问题,提升了时空相关特性的提取能力、提高了模型的泛化性能、提升了预测精度.本文利用CMAPSS涡扇发动机数据来验证模型效果,通过与不同机器学习方法进行对比,实验结果显示,该方法在均方根误差和指数型评价指标这两个评价指标上都有较高的预测精度.

基于ConvJANET的航空发动机剩余寿命预测及其不确定性量化

作者： 苗永浩   李晨辉   石惠芳   林京   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   极大似然估计   不确定性量化   卷积循环神经网络   剩余寿命预测  

描述： 航空发动机技术是衡量一个国家科技水平和工业实力的重要标志,健康状态监测和剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)预测技术是航空发动机安全服役、经济运行的重要保障.针对航空发动机RUL预测精度较低、不确定性难以量化的问题,本文提出了一种数据驱动的航空发动机RUL区间预测方法.首先,在ConvJANET框架下构建新的卷积/卷积循环/全连接结构的深度学习模型,逐层提取航空发动机监测数据中的退化特征;其次,利用极大似然思想指导神经网络模型的优化求解,并基于损失函数形式变化的策略训练模型,实现对航空发动机RUL的高精度预测与不确定性量化.将所提出的方法用于分析航空发动机退化数据集,结果表明,对比传统基于蒙特卡洛的方法,本文提出的方法具有更高的RUL预测准确率和更好的置信区间预测性能.

航空光电系统瞄准线惯性稳定技术研究

作者： 王惠林   姜世洲   杜言鲁   谢娜   程刚   来源： 中国科学:技术科学 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空光电系统   瞄准线   结构特性   惯性稳定   扰动因素   控制回路  

描述： 从航空光电系统瞄准线惯性稳定的内涵和应用需求入手,以典型惯性稳定平台控制系统为例,围绕伺服元件/电路噪声、结构特性和动态环境三个方面,归纳总结了影响惯性稳定性能的主要因素.着重分析了控制回路特性参数、控制器以及结构特性对瞄准线惯性稳定性能的影响,指导惯性稳定平台结构与控制系统设计.为满足航空光电系统远程探测的需求,克服内部光学元件相对位移或变形引起的瞄准线抖动,在惯性稳定平台基础上引入基于参考光的高精度瞄准线惯性稳定技术,并开展了相关分析与实验工作,最后对瞄准线惯性稳定技术的发展提出了几点建议.