機翼裝配工藝規劃及仿真技術研究

陳曉瑞 陳相兵

摘 要：隨著社會的發展，科技的進步，我國的飛機制造業也在不斷發展，三維機翼裝配仿真工藝技術逐漸取代了傳統的飛機機翼裝配工藝，全新的三維機翼裝配仿真工藝技術的應用能夠更好的滿足當前我國飛機制造業的需求，因此本文首先分析了機翼裝配工藝規劃和仿真技術，最后具體分析了機翼裝配工藝規劃及仿真技術在我國航空領域的應用，從而全面地提升機翼裝配仿真工藝技術在我國航空領域的應用水平，促進飛機制造行業的健康發展。

關鍵詞：飛機機翼;裝配工藝規劃;仿真技術

前言：隨著社會經濟的進步，科技水平的發展，科學信息技術逐漸應用到了現代航空制造行業中，為我國的飛機制造業提供了全新的發展方向和機遇。但是當前我國航空制造業中飛機機翼裝配仿真技術與其它國家相比還處于發展的初級階段，對于飛機裝配仿真工藝技術的應用還不夠廣泛，因此有必要對機翼裝配工藝規劃及仿真技術進行系統全面的研究，從而提升我國航空制造業中機翼裝配仿真工藝技術的應用水平。

1 機翼裝配工藝規劃與仿真技術

1.1機翼裝配工藝規劃設計

當前在我國各大型航空制造企業中，主要由航空企業工藝部門和車間工藝組兩個部門來進行飛機機翼裝配工藝的規劃設計工作，其中工藝部門主要負責飛機設計過程中各類大型部件的設計工作，形成全面的飛機設計規劃，而車間工藝部門則主要負責安裝零件的設計和制造。飛機機翼裝配工藝規劃設計包括以下幾個方面。

（1）分離面的設計

在飛機機翼裝配分離面的設計中一般分為分離面和工藝分離面兩種類型。在具體規劃設計過程中無論是分離面設計還是工藝分離面的設計都應當選擇在低應力區，另外在機翼裝配工藝規劃設計中還要充分考慮到機翼裝配的協調程度。在飛機機翼結構裝配設計中，對于各種小型零部件的設計應當充分考慮到零件的轉動和移動，采用可拆卸式的連接方法，為使用過程中對零部件的維修和保養工作提供便利。而在對機翼工藝分離面進行工藝設計時，則不需要考慮到飛機的設計分離面，為了便于機翼的裝配工藝劃分工藝分離面通常采用不可拆式的連接方法。

（2）裝配單元的劃分

在機翼裝配工藝中會設計應用到很多細小的零件，這些零件則是飛機機翼裝配工藝中的單元，在飛機機翼裝配設計過程中存在著多個單元配件，在進行機翼單元零件的裝配過程中要保證裝配的完整性和獨立性。在完整性和獨立性的前提下進行機翼裝配單元的劃分。

（3）機翼裝配標基準

在機翼裝配過程中要把握兩種裝配基準，分別是蒙皮基準和骨架基準。在具體機翼裝配過程中以蒙皮作為裝配基準的裝配方法會由外部向內部產生一定程度的誤差，以骨架作為機翼裝配基準的方式則恰恰相反，誤差則是由內部向外部逐漸產生的。

（4）選擇機翼裝配定位方法

在機翼裝配工藝設計中，機翼裝配定位方法的選擇首先要考慮的問題就是要設置好各種機翼裝配零件、板件、組合件等在機翼中的具體位置，零件在空間中可以劃分為六個自由度，而機翼裝配的定位的最終目標就是要限制這六個自由度中的某些方向的自由度[1]。

1.2裝配仿真技術

裝配仿真技術也被稱為裝配工藝仿真，裝配仿真技術就是指在飛機制造行業中工藝部門充分利用數字化技術和計算機仿真技術對整個機翼裝配工藝進行仿真模擬的一種綜合性的先進的技術形式。機翼裝配仿真技術的應用能夠通過信息數據的模擬試驗得出相應的試驗結果，便于在試驗過程中發現問題并及時得到解決，在試驗過程中能夠通過仿真技術的具體試驗數據對飛機機翼裝配工藝設計進行相應的優化處理，從而全面提升飛機機翼裝配工藝設計的科學性和合理性。虛擬裝配仿真技術在飛機機翼裝配規劃設計中的應用能夠更加便捷地觀察到飛機機翼各單元部件在三維的虛擬環境中的動態安裝過程，實現了全面的仿真化，虛擬裝配仿真技術在飛機機翼裝配工藝設計中的應用能夠更加及時便捷地發現機翼裝配工藝設計中的問題并進行相應的改善，全面地提升飛機制造行業中機翼裝配設計制造的整體水平，減少應用過程中問題，提升我國飛機制造行業的整體質量。具體的機翼裝配仿真技術的應用流程包括以下幾個方面。

（1）飛機機翼裝配順序的仿真

在飛機機翼裝配順序仿真過程中相關部門及技術人員要充分利用現有的飛機機翼裝配工藝的流程，結合實際裝配過程和裝配路徑進行虛擬的三維動態機翼裝配仿真，在對飛機機翼裝配順序仿真的過程中及時發現裝配順序設計上的問題，有效解決設計問題。

（2）飛機機翼裝配干涉的仿真

在飛機機翼裝配順序仿真的過程中要系統全面地對機翼裝配過程中的每一個零件的性能和安裝過程進行相應的檢查，當裝配干涉仿真系統發現問題時及時進行相應的處理。

（3）飛機機翼應用產品以及人機工程的仿真

在飛機機翼仿真技術中還要對機翼裝配設計中應用的材料進行三維動態仿真處理，從而發現機翼裝配過程中應用的制造資源中的問題。另外還要在產品應用仿真的基礎上進行人機工程的仿真，利用三維動態仿真技術實現對機翼裝配過程中各環節的動態仿真處理，從而發現在具體裝配過程中各工作流程中的問題。

2 機翼裝配工藝仿真技術在我國飛機制造業的應用

2.1機翼裝配工藝仿真技術總體規劃方案

機翼裝配工藝仿真技術在總體規劃階段最重要的問題就是軟件和仿真系統的選擇，要保證機翼裝配工藝仿真系統與企業內部的應用系統能夠統一進行數據的有效傳遞和共享。當前我國飛機制造企業中普遍使用的是達索系統的CATRIA進行相關產品的設計和開發，機翼裝配工藝仿真技術總體規劃方案能夠有效的保證項目工程的實施，提升機翼裝配工藝制造過程的精確程度。首先要保證機翼裝配工藝仿真技術總體規劃方案的合理性和科學性，對工藝方案進行系統的分析和論證。最后要對機翼裝配工藝仿真技術中各細節部位進行方案的驗證，從而得出全面的總體規劃方案。

2.2裝配仿真平臺的搭建

機翼裝配仿真平臺的搭建能夠充分滿足飛機制造行業的整體應用需求，實現對機翼裝配工藝仿真信息數據的有效管理，保證仿真技術的應用規范性，提升機翼裝配工藝仿真技術的科學性和精確程度。在飛機制造企業中的裝配仿真應用平臺應當采用系統的網絡化協調應用模式，保證各部門之間的溝通和協作，使其能夠更好地完成飛機機翼裝配制造工作[2]。

2.3健全裝配仿真技術規范

在飛機制造企業中，要想更好地進行飛機機翼裝配仿真工作，就要創建裝配仿真資料的模型庫，只有精準科學的數據支撐才能夠更好地開展相關的裝配仿真工作，另外相關企業還應當結合企業的實際情況建立健全的裝配仿真技術規范。保證相關技術人員在工作過程中的規范性，避免在機翼裝配仿真工作中的問題發生，全面提升企業的經濟效益。

結論：

綜上所述，飛機的工藝設計是航空制造行業的重要環節和關鍵步驟，三維機翼裝配工藝和仿真技術在飛機制造行業中的應用能夠大大提升飛機設計制造中的科學性，方便相關飛機設計人員對飛機設計和制造各個環節的分析，全面提升飛機的安全性和穩定性。因此相關飛機制造企業及技術人員應當不斷提升自身技術水平，加強對機翼裝配工藝和仿真技術的創新和應用，及時發現設計過程中的問題，從而全面提升我國飛機設計和制造的質量。

參考文獻：

[1]郭洪杰.裝配仿真技術在飛機并行設計階段的應用[J]沈陽飛機工業集團有限公司，2019，26（28）：38-39.

[2]王帥，曹巖等.基于DELMIA的機翼裝配工藝規劃研究[J].西安工業大學機電工程學院先進制造工程研究所，2018，（04）：129-130.

作者簡介：

陳曉瑞（1992.07.05），女，漢族，籍貫：陜西三原，最高學歷：本科，目前職稱：助理工程師，研究方向：機翼裝配工藝規劃及仿真技術研究。