虛擬制造技術(shù)在飛行器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

孫昊禹 王眾鑫 胡冰倩

摘要： 航空航天工業(yè)的飛速發(fā)展加劇了飛機(jī)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)。在新形勢(shì)下，它面臨著航空業(yè)和飛機(jī)制造企業(yè)自身帶來的許多新挑戰(zhàn)。我們響應(yīng)時(shí)代的發(fā)展贏得競(jìng)爭(zhēng)。 公司不斷開發(fā)新產(chǎn)品，并努力創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)。為了提高公司的競(jìng)爭(zhēng)力，我們將虛擬技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品制造中，并允許虛擬技術(shù)最大化其有效性。提高飛機(jī)設(shè)計(jì)水平和提高飛機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量具有巨大的價(jià)值。在大多數(shù)飛機(jī)制造行業(yè)中值得討論。

關(guān)鍵詞：虛擬制造技術(shù);飛行器;設(shè)計(jì);應(yīng)用

一、虛擬制造技術(shù)概述

1.虛擬制造技術(shù)群

虛擬制造技術(shù)的軟件設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，并且高度依賴于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，主要技術(shù)組主要分為三種類型：仿真技術(shù)組，控制技術(shù)組和建模技術(shù)組。就模擬技術(shù)小組而言，我們可以基于虛擬技術(shù)的核心部分模擬生產(chǎn)計(jì)劃，產(chǎn)品性能和產(chǎn)品制造過程，并為產(chǎn)品可制造性和生產(chǎn)技術(shù)提供條件?？刂萍夹g(shù)小組主要代表模擬和建模過程的組織，管理方法和技術(shù)。您還可以監(jiān)視模擬信息和工作流程，并估算產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本。根據(jù)模型級(jí)別，建模技術(shù)組可以分為三個(gè)部分：企業(yè)級(jí)別，車間級(jí)別和產(chǎn)品級(jí)別。企業(yè)級(jí)模型包括幾個(gè)組件，包括市場(chǎng)預(yù)測(cè)，成本分析，風(fēng)險(xiǎn)和收益評(píng)估，生產(chǎn)決策，布局模型，監(jiān)視模型，調(diào)度模型，設(shè)備模型以及其他車間級(jí)模型（包括其他產(chǎn)品級(jí)）。模型表示為過程模型和產(chǎn)品模型。

2.虛擬制造技術(shù)的功能

虛擬制造技術(shù)具有許多功能。您可以對(duì)產(chǎn)品性能，可制造性和可組裝性進(jìn)行數(shù)字分析，也可以將制造信息整合到產(chǎn)品設(shè)計(jì)和過程中。在計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)處理后，可以進(jìn)行仿真。創(chuàng)建產(chǎn)品制造模型，以幫助生產(chǎn)人員更好地理解產(chǎn)品并優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)劃和制造計(jì)劃。此外，此關(guān)鍵功能還可以幫助生產(chǎn)人員更全面，全面地了解產(chǎn)品的各個(gè)方面，例如工藝流程，性能，可制造性等，并有助于優(yōu)化飛機(jī)制造計(jì)劃。虛擬制造技術(shù)主要功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠?jī)身?xiàng)核心技術(shù)：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和嵌入式仿真技術(shù);這兩種技術(shù)中的一種主要負(fù)責(zé)仿真，另一種主要負(fù)責(zé)仿真，因此功能正常。

二、虛擬制造技術(shù)在飛行器中的應(yīng)用

1.合理對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行布局

使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)以虛擬方式設(shè)計(jì)飛機(jī)可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率。虛擬技術(shù)的使用可以彌補(bǔ)現(xiàn)有塑料模型的不足，使生產(chǎn)商可以方便地在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，評(píng)估和糾正不合理之處。計(jì)算機(jī)生成用于產(chǎn)品建模的相應(yīng)數(shù)據(jù)，并將其應(yīng)用于沖壓模具的處理，設(shè)計(jì)和仿真。飛機(jī)的布局更加復(fù)雜，虛擬技術(shù)可以簡(jiǎn)化飛機(jī)并創(chuàng)建合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)布局。

2.生產(chǎn)加工過程的了解

了解飛機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工過程是有效進(jìn)行飛機(jī)設(shè)計(jì)的前提，應(yīng)該通過詳細(xì)和深入的分析來了解飛機(jī)產(chǎn)品。飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的許多問題必須通過分析和仿真建模來解決，因此僅依靠人的大腦來獲得有效的分析結(jié)果還不夠，還需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模型生產(chǎn)過程來使用虛擬制造技術(shù)來模擬飛機(jī)設(shè)計(jì)過程，其中包括嵌入式模擬技術(shù)，該技術(shù)動(dòng)態(tài)地表示飛機(jī)部件的處理流程，裝配順序，裝配標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)參數(shù)和連接器。

3.產(chǎn)品性能的調(diào)節(jié)

將虛擬制造技術(shù)引入飛機(jī)的設(shè)計(jì)和制造過程中，以了解和改善飛機(jī)的性能。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中要解決很多問題，例如闡明運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的范圍，動(dòng)態(tài)性能，運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性，產(chǎn)品的剛度和強(qiáng)度等。它可以有效地調(diào)節(jié)產(chǎn)品的電源性能，并通過仿真技術(shù)，在直觀的條件下觀察產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和配置，確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。

4.部件裝配的完成

它是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，必須將飛機(jī)與各種零件和配件組裝在一起，并且必須將所有零件和配件正確安裝到位，以確?？煽康乇ＷC飛機(jī)的質(zhì)量。在實(shí)際工作中，不可能準(zhǔn)備好要安裝的所有附件，如果附件在安裝過程中出現(xiàn)問題，則可能會(huì)丟棄這些零件，從而嚴(yán)重?fù)p害制造商。使用虛擬制造技術(shù)組裝飛機(jī)零件可以有效減少錯(cuò)誤的發(fā)生，減少資源浪費(fèi)并節(jié)省資金。技術(shù)建模精度非常高，通過以三維模式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行建模，可以準(zhǔn)確，準(zhǔn)確地掌握產(chǎn)品的性能，質(zhì)量和其他特性，從而為合理，準(zhǔn)確地組裝零件提供了有利條件。通過對(duì)飛機(jī)幾何形狀進(jìn)行仿真建模，可以生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)告，并以三維動(dòng)力學(xué)的形式顯示布局，從而簡(jiǎn)化了布局過程。

三、飛行器虛擬制造

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，整個(gè)飛機(jī)虛擬制造開發(fā)團(tuán)隊(duì)在負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)人員的指導(dǎo)下完成虛擬飛機(jī)的概念??設(shè)計(jì)，以建立開發(fā)計(jì)劃，而設(shè)計(jì)人員或職能部門則完成構(gòu)成三維產(chǎn)品的虛擬飛機(jī)的功能設(shè)計(jì)。生產(chǎn)部門的人員可以完成指令并處理動(dòng)態(tài)仿真任務(wù)。整個(gè)設(shè)計(jì)過程在集成的管理模型下進(jìn)行，可以隨時(shí)進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果做出響應(yīng)。每個(gè)部門（或工作組）是相互關(guān)聯(lián)，獨(dú)立的，需要工作許可以及虛擬飛機(jī)首席設(shè)計(jì)師的指導(dǎo)。

結(jié)束語

簡(jiǎn)而言之，虛擬制造技術(shù)在飛機(jī)設(shè)計(jì)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，具有良好的發(fā)展前景。 虛擬制造技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，但其在飛機(jī)上的應(yīng)用非常普遍，并且具有比其他技術(shù)明顯的優(yōu)勢(shì)。 虛擬技術(shù)使生產(chǎn)者可以快速了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的問題并進(jìn)行相應(yīng)的更正，從而有助于實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

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沈陽航空航天大學(xué)國際工程師學(xué)院 遼寧 沈陽 110136;東北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 吉林 吉林 132012