不确定知识化制造环境下航空发动机装配车间滚动自进化

作者： 姜天华   严洪森   汪峥   来源： 机械工程学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 变邻域搜索   滚动时域   遗传算法   航空发动机装配车间   自进化   不确定知识化制造环境  

描述： 针对产品装配次数不确定且装配组的调整时间与工序间排序相关的航空发动机装配车间,对不确定环境下知识化制造系统(Knowledgeable manufacturing system,KMS)的自进化问题进行研究。采用事件和周期混合驱动型的自进化机制,结合滚动时域方法实现航空发动机装配车间自进化,并给出一种可行的滚动规则。建立系统在各个决策时刻的静态决策子问题的数学模型,并针对该模型提出一种具有双层结构的遗传算法进行求解。在下层的混合型遗传算法中,给出一种直接解码算法,并引入了变邻域搜索算法,以增强局部搜索的能力。通过仿真对算法的性能进行了测试,此外,试验数据表明执行自进化操作的系统具有较好的生产性能。尤其是对于更敏感于自身调整的系统,自进化操作发挥的作用更大。

基于线激光扫描的飞机表面锪窝孔参数提取方法

作者： 石循磊   杜坤鹏   张继文   赵安安   杨力   来源： 机械工程学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 点云重建   飞机表面孔检测   窝深   粗糙曲面修正   非接触式测量  

描述： 飞机表面孔的加工和检测仍是飞机自动化装配领域的一大瓶颈,主要有工程量大,材料复杂多样,精度要求高以及表面多为大型自由曲面等原因。为了实现飞机表面锪窝孔的非接触式自动化检测,首先分析实际工程中锪孔检测的难点,结合装配时的根本质量需求和接触式量规的测量原理,给出锪孔参数的评价标准;然后,借助窝深量规的测量原理,提出一种针对粗糙曲面工件的补偿模型及修正算法;最后,基于线激光三维扫描技术得到的点云数据及灰度图,综合运用点云库和计算机视觉等技术,提出一种飞机表面锪孔参数的高精度提取方法。通过多组试验,比较该方法测量结果与标准件及量规测量结果的差异,验证了该方法能够高效、准确地检测锪孔的相关参数。

非线性共振及其计算和应用

作者： 侯磊   陈予恕   来源： 机械工程学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 滚动轴承   组合共振   航空发动机转子   VC共振   故障共振   非线性共振  

描述： 通过总结非线性动力学系统现有部分成果，给出了非线性共振的含义及其计算方法。结合课题组在航空发动机转子系统非线性动力学研究领域的部分研究成果，以滚动轴承转子系统的VC共振、Duffing系统的亚谐共振、含裂纹、碰摩等故障转子系统的共振以及双转子系统的组合共振为算例，给出了具体工程问题的分析过程，并提出了非线性振动系统工作频率和工作点的优化选择方法，为非线性动力学系统，尤其是复杂非线性转子系统结构参数的优化设计和故障诊断提供了具体路径。

湍流工况小型风力机翼型气动特性及稳健优化

作者： 唐新姿   李鹏程   彭锐涛   陆鑫宇   来源： 机械工程学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 稳健性优化   风力机翼型   低雷诺数   随机湍流  

描述： 风力机翼型设计通常未考虑湍流强度影响,气动设计与实际工况产生较大偏差,为使得翼型设计与实际工况相匹配,考虑随机湍流工况湍流强度大小的不确定性,以S809翼型为研究对象,分析低雷诺数下不同湍流强度对翼型S809升阻气动特性、压力分布影响规律,量化湍流不确定性对翼型气动性能的影响,提出一种在气动优化中耦合层流分离预测的高湍流低雷诺数小型风力机翼型优化策略,基于非嵌入式概率配置点法、TransitionSST模型、拉丁超立方试验设计、Kriging模型和非支配排序遗传算法进行气动稳健优化设计。案例结果表明,优化后翼型湍流适应性增强,在不确定湍流强度TI～N(0.15,0.037 5~2)工况下最大升阻比平均值提升了6.55%,标准差减小了13.49%。该方法使翼型设计与湍流风况相匹配,降低翼型对不确定湍流的敏感性,为不确定湍流工况低雷诺数翼型及小型风力机设计与应用提供重要参考。

用于航空发动机的光纤F-P温度传感器及其信号解调系统研究

作者： 林启敬   伍子荣   赵娜   田边   蒋庄德   来源： 机械工程学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   光纤传感器   性能测试   信号解调   高温测量  

描述： 解调系统的硬件设计，完成了光电转换放大电路的原理设计、仿真分析和电路制作，实现了解调系统的初步搭建。在高控温精度的高温炉中采用标准热电偶对制备完成的传感器进行标定，结果表明：在30～1 000 ℃温度范围内，传感器的温度响应灵敏度为0.012 nm/℃，线性度为0.996。

基于激光跟踪仪和机器视觉的飞机翼身对接装配偏差动态综合修正

作者： 朱永国   张文博   邓正平   刘春锋   来源： 机械工程学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 机器视觉   装配   机身   激光跟踪仪   机翼  

描述： 基于激光跟踪仪和机器视觉的飞机翼身对接装配偏差动态综合修正

拧紧策略对航空发动机单螺栓连接预紧力的影响

作者： 李小强   孟庆阔   杜一凡   陈飞宇   王辉   赵兵   来源： 机械工程学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   拧紧工艺   预紧力   拧紧速度   螺栓连接  

描述： 针对航空发动机装配过程中出现的螺栓预紧力误差大、控制精度低等问题，基于TC4钛合金单螺栓连接工艺实验，分析了不同拧紧策略对装配预紧力大小及稳定性的影响，具体包括扭矩法、扭矩-转角法等拧紧方法和拧紧速度。在扭矩法的基础上，研究了分步拧紧对预紧力的影响。以单螺栓连接结构和航空发动机典型的法兰螺栓连接结构为研究对象，探索了螺栓预紧力短时衰减规律。结果表明，重复拧紧时扭矩-转角法预紧力标准差大致是扭矩法的三分之一，使用扭矩-转角法、采用分步拧紧和提高拧紧转速均可使拧紧扭矩系数K值趋于平稳，降低预紧力分散程度，提高预紧力控制精度；预紧力在拧紧完成后的短时间内会发生衰减，前5～10min衰减最快，大致占总衰减量的80%,20～30min后预紧力保持稳定。

航空发动机快变信号的匹配同步压缩变换研究

作者： 陈雪峰   王诗彬   程礼   来源： 机械工程学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   同步压缩变换   故障诊断   时频分析  

描述： 航空发动机快变信号特征提取是航空发动机健康监测与故障诊断的关键技术之一。针对航空发动机快变信号特征提取需求及其瞬时频率快变的特点,提出了匹配同步压缩变换方法。构造了匹配快变信号调频结构的瞬时频率估计算子,能同时考虑快变信号时频能量随频率和时间方向的分布,从而提高快变信号时频表示的能量聚集性,提升航空发动机快变信号提取能力。通过航空发动机主轴承寿命试验机的碰摩故障试验,以及某型航空发动机的碰摩故障诊断工程案例,验证匹配同步压缩变换方法对于航空发动机快变信号处理的有效性。工程应用结果表明,对于航空发动机转子系统动静碰摩故障,匹配同步压缩变换能够有效提取该故障导致的振动信号瞬时频率快速振荡的强时变特征,从而诊断转子系统碰摩故障。

航空发动机叶片脱落的非线性瞬态动力学研究

作者： 刘阳   李诚   李富才   李鸿光   来源： 机械工程学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性瞬态动力学   叶片尖端与机匣碰摩   FBO  

描述： 航空发动机叶片脱落(Fan blade out,FBO)的研究是在整机结构可靠性及安全性设计阶段必须解决的重要问题。涡扇叶片由于疲劳断裂或外物撞击而断裂,转子系统在巨大不平衡力作用下产生较大涡动,进而使得叶片的尖端与机匣发生碰撞及摩擦等。保留涡扇叶片进行瞬态动力学分析是创新点,具体思路是将FBO问题分成三部分进行分析,首先是研究多支撑变截面转轴的临界转速和瞬态不平衡响应,接下来是研究叶片尖端受到冲击载荷时叶片的瞬态响应及其根部载荷的变化,最后是将转轴与涡扇叶片连接在一起进行瞬态动力学分析,得到转子系统任意一点的瞬态响应及其减速曲线。通过对参数的修改可以针对不同型号的航空发动机和燃气轮机进行瞬态响应分析,最终形成通用的分析叶片与机匣碰摩的理论模型。

面向航空发动机的镍基合金磨削技术研究进展

作者： 丁文锋   苗情   李本凯   徐九华   来源： 机械工程学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 材料去除机理   磨削加工   砂轮   镍基合金  

描述： 磨削加工是制造航空发动机镍基合金零件的重要方法。为进一步提高镍基合金磨削加工的材料去除效率、提升工件表面质量,国内外学者开展了诸多基础理论与工艺探索工作。在概述镍基合金材料磨削加工技术发展过程的基础上,全面总结了国内外学者在镍基合金材料磨削去除机理、磨削工艺特性、磨削加工新方法等方面的主要研究成果,并对镍基合金磨削加工技术的难点与发展趋势进行了展望。