摘 要:飛機設計可謂是其生產(chǎn)和制造工作中的第一步,飛機的制造成本較高,需要消耗較多的人力、物力和財力,若設計不科學則會導致飛機出現(xiàn)質(zhì)量等方面的問題,并且產(chǎn)生較多的浪費。數(shù)字化技術的應用對飛機設計、制造等方面工作的開展提供較多的支持,下面對飛機設計及制造中的數(shù)字化技術及其應用價值進行分析。
關鍵詞:飛機設計;制造;數(shù)字化技術;應用價值
飛機制造方面的成本占總成本的20%左右,設計方面的工作對飛機整體價值的90%有所影響,因此需要對飛機設計、制造方面的工作產(chǎn)生更多重視,對數(shù)字化技術進行科學合理的應用,進而對數(shù)字化技術的應用價值進行最大限度的發(fā)揮,為飛機設計制造等方面工作提供更多支持。本文對數(shù)字化技術應用價值方面的內(nèi)容及數(shù)字化技術本身進行分析,以期為相關部門工作人員提供一定啟發(fā)。
1 數(shù)字化技術在飛機設計及制造中的應用
數(shù)字化技術在飛機設計和制造等工作中的應用便是把實物飛機內(nèi)全部參數(shù)以統(tǒng)一比例集中于3d模型,其與傳統(tǒng)設計制造工作具有較大的差異。傳統(tǒng)飛機設計和制造工作借助2d圖紙繪制實現(xiàn),若欲完成飛機的完整設計,應以不同方位對其進行繪制,工程量較大,同時因飛機制造工作涉及到的零件和零件相關參數(shù)眾多,成功的飛機制造需要確保所有參數(shù)的正確。數(shù)字化技術的應用能夠借助計算機技術完成上述工作,向計算機輸入全部的參數(shù),這些參數(shù)能夠根據(jù)實際情況和位置進行標記,即三維標注技術,該技術對零件尺寸統(tǒng)一比例的標注具有較大的積極影響,各部分材料粗糙度等信息一目了然,并且在各類文字、數(shù)字以及語言的支持下,標記工作更加完善。
飛機制造和設計在模型精度方面具有較高的要求,為了對電子樣機協(xié)調(diào)進行滿足,使飛機設計及制造工作達到相應的工藝要求,需要對其精確度進行提升,部分零件達到完全真實的水平,其模型在零件尺寸、材料等方面還原度極高,甚至某些時候能夠?qū)⒛承椭苯右氲斤w機制造工作中。當然3d模型并不完美,例如在表面處理及熱處理技術方面目前的數(shù)字化技術無法更好實現(xiàn),但依舊能夠通過3d標注技術對其設計和制造工作進行輔助。
2 數(shù)字化技術在飛機設計及制造中的應用價值
2.1 方案設計和決策工作中數(shù)字化技術的應用價值
飛機設計軟件工具能夠根據(jù)飛機運營需求、特點等對舒適性、經(jīng)濟性、安全性等方面進行平衡,在先進軟件及系統(tǒng)的支持下,將更多數(shù)據(jù)提供給方案設計及決策方面的工作。在數(shù)字化技術支持下,飛機設計及制造人員能夠?qū)︼w機運營、技術需求、性能需求等方面進行掌握,進而對飛機設計和制造工作進行相應的調(diào)整和完善,對不同方案進行綜合分析或調(diào)研,進而對方案進行不斷提升和完善,為設計制造工作的開展提供更多支持。
2.2 預裝配相關工作中數(shù)字化技術的應用價值
數(shù)字化技術能夠?qū)︼w機設計、預裝配等方面工作提供支持,所謂預裝配即模擬裝配飛機的過程,飛機裝配工作對整體的制造工作而言至關重要,并且實際操作過程中容易出現(xiàn)各式各樣的問題,因此數(shù)字化技術對此項工作的開展具有較大的應用價值。預裝配工作的基礎為數(shù)樣機,在計算機技術和數(shù)字化技術的支持下,能夠根據(jù)工藝流程步驟開展產(chǎn)品組裝方面的工作,并且能夠完成材料的質(zhì)量檢測工作,實際操作時誤差的出現(xiàn)幾率大幅度減少。
人們能夠從四方面入手開展預裝配仿真工作,例如人機工程、裝配干涉、裝配順序以及虛擬數(shù)字化方面的仿真。所謂裝配干涉仿真,即對報警裝置進行建立,預裝配環(huán)節(jié)存在諸多干擾因素,系統(tǒng)能夠?qū)ζ溥M行識別和報警,同時能夠使工作人員在第一時間對問題進行處理和檢查。此方面工作多數(shù)在虛擬條件下進行,然而仍舊需要人的參與,工作人員無需進到虛擬環(huán)境內(nèi),人們可以將人體3d模型放入其中,為工作人員提供各個方位的視角,為操作提供更多便利。所謂數(shù)字化車間仿真,即在虛擬3d零件的基礎上對車間、起吊裝置、廠房等方面的模型進行完善,將待裝備的零件、半成品等投入虛擬車間。此外借助數(shù)字化技術能夠?qū)ρb配順序進行模擬,在保證其與實際裝配流程一致的情況下,能夠及時發(fā)現(xiàn)存在的隱患問題,在確保順序正確的情況下人們還能夠減少漏零件的問題,為預裝配乃至今后的實際裝配奠定堅實基礎。
2.3 飛機綜合設計制造及工程發(fā)展過程中數(shù)字化技術的應用價值
在數(shù)字化技術支持下,能夠為總體布置、設計等方面工作的開展提供更多支持,3d數(shù)字化模型和數(shù)字化設計分系統(tǒng)能夠?qū)Y構強度設計、動力推進系統(tǒng)設計等分系統(tǒng)的設計進行完善,為設計工作開展提供支持。此外,在試驗試飛、營運和制造、飛機設計及制造工作相關的知識管理工作等方面,數(shù)字化技術同樣具有較高的應用價值,飛機試驗試飛過程中產(chǎn)生較多的數(shù)據(jù),在數(shù)字化技術支持下能夠?qū)θ吭囼灁?shù)據(jù)進行有效的存儲及處理,為飛機設計及制造工作的進一步優(yōu)化奠定堅實基礎。在營運制造過程中,通過對總裝環(huán)境、地面維護保障參數(shù)等方面的仿真和模擬,能夠以更低的代價達成設計及制造工作的各種要求,為飛機經(jīng)濟性、安全性、舒適度等方面提供更多保障。
3 結束語
飛機設計、制造等方面的工作較為復雜,涉及到的數(shù)據(jù)眾多并且對數(shù)據(jù)精度和準確性具有極高的要求,通過傳統(tǒng)方法和技術開展設計、制造等方面的工作時需要消耗較多的人力物力和時間,獲取的數(shù)據(jù)精度較低,無法更好地滿足飛機設計、制造等方面工作要求,數(shù)字化技術的應用能夠?qū)ι鲜鰡栴}進行解決,并且在虛擬預裝配功能的支持下減少資源浪費,設計制造時間有所減少,可見其應用價值極大。
參考文獻
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作者簡介:李文杰(1983-),男,工程碩士,工程師,沈陽飛機工業(yè)(集團)有限公司產(chǎn)品研發(fā)部,總體室副組長,主要研究方向:飛機總體設計、市場分析、項目管理。