装配仿真技术及其在飞机装配中的应用

姚 展 李 成 吴 慧

（中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司，汉中 723213）

装配仿真技术及其在飞机装配中的应用

姚 展 李 成 吴 慧

（中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司，汉中 723213）

近年来，在科学和信息技术飞速发展的背景下，我国经济取得了极大进步，同时，经济的进步也带动了我国科学技术的发展。现阶段，我国在进行飞机装配研究的过程中，积极应用数字化装配和装配仿真技术，这两项技术的有效应用极大提高了飞机制作的质量。在不断实践的基础上，目前在飞机装配等相关制造业中，数字化装配仿真技术已占据了重要地位。因此，加强装配仿真技术及其在飞机装配中的应用的研究具有重要意义。

装配仿真技术 飞机装配 应用

本文在对装配仿真技术进行研究的基础上，对机翼结构与装配技术和装配工艺及仿真验证进行详细分析。

1 装配仿真技术

数字化装配仿真技术简称装配仿真技术，人们通常对该技术的理解停留在运用虚拟的形式对该转配技术展开设计。从现实角度来看，首先，物体的物理模型受到虚拟模型的映射而产生；另一方面，现实物体装配过程以虚拟转配过程来进行代替检验。现阶段，应用该技术最主要的目的是希望实现有效验证相关设计成果是否能进行有效组装和拆卸，并提供相关验证结果，供设计人员在接下来的工作中更好地进行参考和设计。同时，还可以实施装配规划，通过多次组合和尝试，最终得出最佳装配工艺方法，对接下来真实的配件生产产生极大的指导作用。现阶段，该技术在真实的生产过程中主要包含人机工程仿真、装配顺序仿真等内容。

该技术在使用过程中最大的优点在于设计产品的过程中，虚拟环境能实现有效检验和优化设计方案和制作工艺。由于虚拟装配在实际装配实施以前进行，能在实际操作之前及时了解该设计及装配中的缺陷和不足，从而减少实际生产过程中的失误[1]。现阶段，飞机装配过程中，数字化装配仿真技术的应用越来越广泛，该技术的水平也得到不断提高。

2 机翼结构与装配技术

本文在对装配仿真技术及其在飞机装配中的应用进行研究的过程中，以机翼结构和装配工艺为例进行讲解。值得注意的是，飞机整体的构造中，较高的精度要求存在于机翼外形构造中，在某通用飞机的机翼中，翼肋和纵墙等是其主要构成部分，而内部拥有较多的钣金部件，大量的装配及复杂的结构是导致复杂装配工艺产生的基础，因此，在进行装配的过程中，机翼装配型架必不可少。

现阶段，机翼转配过程中采用的联接工艺仍以传统的铰接和螺纹联接等为基础，再加上机翼的外形在飞机中具有非常重要的作用，却需要应用小刚度的薄壁和钣金部件，因此，容易在装配过程中导致变形和应力的发生，从而使定位工作必须由装配型架来完成，其在使用过程中以确保装配件被夹紧为主，并在装配中提供较高的准确度[2]。在进行实际制作的过程中，零配件的固定应由定位器来进行，促使其始终保持应当的位置；而机翼外部造型精确度的确定应由卡板来实现。

在装配机翼的过程中，应根据不同的状况进行实际操作，通常状况下可以首先在蒙皮、翼肋等部件的组装过程中应用单个零件，同时还包含耳片和加强筋等部件的安装；其次，翼尖和副翼的组装过程中，应由次级组件来进行；最后，总体装配机翼[3]。

3 装配工艺及仿真验证

在对装配工艺及仿真验证进行探讨的过程中，本文仍以机翼为例进行讲解。首先，应确定仿真环境，这里应用DELMIA，之后导入工装型架和三位数字两种模型，当然，这两种模型是经过精心设计的，在该环境中，调整相应位置的联系。创建装配仿真工艺流程的过程中，需要严格按照装配顺序来实施，并在该过程中将工装信息和装配仿真工艺紧密连接起来，在这一切准备活动以后，就能有效构建并调整相关工艺流程顺序，并将相关资源模型和产品指派到设计好的流程和节点中，充分验证有效性在该流程中的体现。

3.1 验证装配顺序

在验证装配顺序的过程中，应充分考虑相关资源信息、流程和产品信息等，同时还应充分运用已经定义好的装配路径，以促使三维动态仿真在产品的装配流程中真正实现。分析装配流程的过程中，应在DPM中实现，从而充分有效分析并检测距离与间隙、运动空间及装配所需的时间等。在计算机中，统计并结合各种分析结果，并将相关数据分析结果及时提供给设计人员，促使设计人员更加直观地面对相关装配空间、路径及顺序中的不足，并在接下来的设计中对其进行优化，指导促使整个装配工艺实现科学合理。

3.2 检查装配干涉

在应用DELMIA进行装配仿真时，该环境会提供大量的干涉检测功能，例如，仿真工具条内部存在的摩擦检查设备，能对运动过程中不同零部件和工装等产生的干涉进行充分检测。一旦干涉被系统发现，就会自动警报，同时会在对干涉进行检验后自动将报告提供给工作人员，干涉区域、内容及零件等是该报告的主要内容，这样会促使相关工艺设计人员就能及时分析干涉产生的原因，同时也能以最快的速度调整和修改不科学的装配工艺。例如，在对机翼实施装配仿真时，可能会出现开合时蒙皮同卡板产生互相干涉，同时还会体现出降下架时机翼的局部干涉。这样一来，设计人员就能在相关报告的基础上仔细分析，及时调整。但是，尽管如此，机翼在实际生产过程中仍会产生一定程度的干涉现象，此时，还应继续进行分析，从而得知不同零件在生产过程中会产生一定程度微小的误差，这些误差不断积累，在实际应用过程中就会产生较大的问题，从而引起严重的装配变形等现象。尽管如此，应用该技术进行装配仿真后，在实施生产中仍比传统生产技术中的误差和干涉较少。

4 结语

在科学和信息技术不断进步的背景下，我国在进行飞机装配过程中应用了装配仿真技术，促使设计人员能在虚拟的环境中更具体地观察飞机各部件的组装及设计环节，并及时发现设计中存在的不足，进行修正，从而使实际生产过程中的失误大大减少，提高飞机制作效率，有效降低成本。同传统飞机装配技术相比，该技术的应用具有重要价值，值得我国相关部门进行研究和应用。

[1]李晓枫，王仲奇，康永刚.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，2012，（6）：92-95.

[2]应征.飞机部件数字化调姿过程建模与仿真关键技术研究[D].杭州：浙江大学，2013.

[3]邹爱丽，王亮，李东升，等.数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用[J].航空制造技术，2011，（21）：72-75.

Assembly Simulation Technology and Its Application in Aircraft Assembly

YAO Zhan,LI Cheng,WU Hui
(Aircraft Limited by Share Ltd Hanzhoun g Aircraft Branch,Hanzhong 723213)

In recent years,with the rapid development of science and information technology, China's economy has made great progress, while economic progress has led to the development of science and technology in our country. At this stage, in the process of the s tudy of aircraft as sembly, active application of digital assembly and assembly simulation technology, the effective application of these two technologies greatly improve the quality of aircraft production. On the basis of continuous practice, the digital assembly simulation technology has occupied an important position in the manufacturing of aircraft assembly. Therefore, it is very important to strengthen the assembly simulation technology and its application in aircraft assembly.

as sembly s imulation technology, aircraft assembly, application