增材制造技术在航空航天金属构件领域的发展及应用 被引量：25

1

作者 任慧娇 周冠男 +2 位作者 从保强 马慧君 董文启 《航空制造技术》 2020年第10期72-77,共6页

受传统制造工艺的限制,航空航天产品一直存在生产周期长、制造成本高、减重困难等问题,迫切需要开发出航空航天产品高效快速研制方法。与传统制造工艺相比,增材制造技术以其完全不同的制造理念迅速成为制造技术领域的新方向。阐述了金... 受传统制造工艺的限制,航空航天产品一直存在生产周期长、制造成本高、减重困难等问题,迫切需要开发出航空航天产品高效快速研制方法。与传统制造工艺相比,增材制造技术以其完全不同的制造理念迅速成为制造技术领域的新方向。阐述了金属增材制造(激光/电子束/电弧)技术种类、优势、深入研究和成果应用。 展开更多

关键词 航空航天 金属增材制造 复杂构件 快速研制 一体化

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基于MBD模型的工序模型构建方法 被引量：14

2

作者 于勇 周阳 +1 位作者 曹鹏 赵罡 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1025-1034,共10页

针对"基于模型驱动"的产品研制模式中,难以高效地构建工序模型以准确描述实际加工过程的问题,开展机加件工序模型构建方法的研究,提出以基于模型定义(MBD)模型为输入的工序模型构建方法.以零件MBD模型为输入,采用CAD系统二次... 针对"基于模型驱动"的产品研制模式中,难以高效地构建工序模型以准确描述实际加工过程的问题,开展机加件工序模型构建方法的研究,提出以基于模型定义(MBD)模型为输入的工序模型构建方法.以零件MBD模型为输入,采用CAD系统二次开发技术进行模型参数提取,提出MBD模型参数信息结构化表达方法.交互进行加工工序设计,建立常见的机加工序工艺信息库辅助具体加工方案设计;根据MBD模型参数和工序参数得到工序模型构建数据文件.读取工序模型构建数据文件,实现工序模型快速建模.开发了工序模型辅助构建工具,以某航空企业典型机加件为例,验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 基于模型定义(MBD) 工序模型 特征提取 工序设计 模型构建

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机加零件质量预测与工艺参数优化方法 被引量：8

3

作者 于勇 薛静远 +2 位作者 戴晟 鲍强伟 赵罡 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期441-447,499,共8页

为了有效利用机加零件工艺信息和检测信息,提出基于机器学习算法的质量预测与工艺参数优化方法.以集成工艺信息和检测信息的基于模型定义(MBD)模型为输入,通过对三维建模软件的二次开发实现参数提取,并建立结构化数据集.利用多种机器学... 为了有效利用机加零件工艺信息和检测信息,提出基于机器学习算法的质量预测与工艺参数优化方法.以集成工艺信息和检测信息的基于模型定义(MBD)模型为输入,通过对三维建模软件的二次开发实现参数提取,并建立结构化数据集.利用多种机器学习分类器构建基于工艺参数与质量分类标签的质量预测模型.结合信息增益算法对所有工艺参数进行优先级排序,筛选出对质量影响最大的工艺参数;开发质量预测与工艺参数优化工具集,利用梯度提升树模型优化对质量影响最大的工艺参数.以某航空企业提供的铣削实验数据验证所提出方法的有效性和可靠性.验证结果表明,该方法能够较好地实现机加零件的质量预测和工艺参数优化. 展开更多

关键词 基于模型定义(MBD) 机加零件 工艺信息 检测信息 质量预测 工艺参数优化 机器学习

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数字孪生在工艺设计中的应用探讨 被引量：29

4

作者 于勇 胡德雨 +1 位作者 戴晟 赵罡 《航空制造技术》 2018年第18期26-33,共8页

数字孪生作为赛博物理系统的关键技术,能够对物理世界进行数字化描述并有效管控产品全生命周期的数据,为实现产品研发生产中各种活动的优化决策提供了新的思路。对数字孪生的概念和研究进展进行了概述,针对当前CAPP(计算机辅助工艺设计... 数字孪生作为赛博物理系统的关键技术,能够对物理世界进行数字化描述并有效管控产品全生命周期的数据,为实现产品研发生产中各种活动的优化决策提供了新的思路。对数字孪生的概念和研究进展进行了概述,针对当前CAPP(计算机辅助工艺设计)研究中存在的两个问题,引入了实作模型的概念,提出了数字孪生环境下CAPP的设计框架,最后探讨了基于实作模型的实时工艺决策和基于数字孪生的工艺知识挖掘技术。 展开更多

关键词 数字孪生 CAPP 实作模型 工艺决策 工艺知识挖掘

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基于等几何法和模拟退火的复杂壳结构分析及优化 被引量：1

5

作者 薛雨彤 王爱增 +2 位作者 岳怡珂 何川 赵罡 《图学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期575-584,共10页

本文提出了一种基于等几何法和模拟退火的壳结构分析及优化算法,旨在提高复杂壳结构的CAD与CAE一体化设计效率。首先基于NURBS技术对薄壳结构进行适分析参数化建模,然后基于Kirchhoff-Love壳理论实现等几何分析。接着,基于模拟退火算法... 本文提出了一种基于等几何法和模拟退火的壳结构分析及优化算法,旨在提高复杂壳结构的CAD与CAE一体化设计效率。首先基于NURBS技术对薄壳结构进行适分析参数化建模,然后基于Kirchhoff-Love壳理论实现等几何分析。接着,基于模拟退火算法以壳体的几何参数为设计变量,以多项力学性能为目标函数进行优化,实现了等几何分析与智能优化算法相结合的壳结构分析与优化。最后,通过2个算例验证了该算法的有效性。相对于传统有限元方法,该算法具有高精度、高效率的优势。 展开更多

关键词 等几何分析 模拟退火算法 KirchhoffLove壳 结构优化设计 CAD

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基于STEP AP242的MBD模型表达研究与实现 被引量：1

6

作者 于勇 范胜廷 +2 位作者 曹鹏 周阳 赵罡 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期584-590,共7页

针对产品协同研制过程中存在的软硬件异构、MBD模型信息表达不规范以及机器不可识别等问题,提出一种基于STEP AP242的MBD模型信息表达方法.以CATIA系统构建的MBD模型为研究对象,通过CATIA CAA二次开发技术,提取MBD模型相关信息并按照STE... 针对产品协同研制过程中存在的软硬件异构、MBD模型信息表达不规范以及机器不可识别等问题,提出一种基于STEP AP242的MBD模型信息表达方法.以CATIA系统构建的MBD模型为研究对象,通过CATIA CAA二次开发技术,提取MBD模型相关信息并按照STEP AP242标准生成STEP标准中性文件.介绍STEP AP242标准的发展历史和几何尺寸公差的格式表达方式——展现与表达,再基于几何元素种类为面和边的情况分别给出MBD模型标注信息、标注信息与几何信息关联关系的表达与提取方法,通过EXPRESS语言实现MBD模型信息的STEP AP242标准化表达与转换,并通过STEP File Analyzer和STEP-NC Machine进行验证,实现了MBD模型的语义化几何尺寸与公差表达. 展开更多

关键词 STEP AP242 基于模型定义 语义公差 几何尺寸与公差(GD&T) CATIA CAA

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铝合金超音频双脉冲调制VPTIG深熔焊接技术 被引量：3

7

作者 从保强 王义朋 +2 位作者 齐铂金 钟豪 胡鑫 《航空制造技术》 2018年第8期38-42,47,共6页

变极性钨极氩弧焊(VPTIG)因其低成本高质量的焊接工艺效果,广泛应用于铝及铝合金材料的焊接。为进一步提升VPTIG电弧热源的能量密度和穿透能力,基于自主研制的焊接电源系统,提出一种"超音频方波脉冲+低频脉冲"的双脉冲调制VP... 变极性钨极氩弧焊(VPTIG)因其低成本高质量的焊接工艺效果,广泛应用于铝及铝合金材料的焊接。为进一步提升VPTIG电弧热源的能量密度和穿透能力,基于自主研制的焊接电源系统,提出一种"超音频方波脉冲+低频脉冲"的双脉冲调制VPTIG电弧深熔焊接新方法,将其用于7~12mm Al-Cu和Al-Mg系列铝合金平板的焊接。初步试验结果表明,采用该方法进行铝合金中厚板焊接时,焊接过程稳定且可获得良好的焊接质量,通过调节电流波形参数可实现对焊缝熔深的准确控制。针对该电弧焊接新方法进一步开展工艺适用性及其相关理论基础研究将具有重要的理论和应用价值。 展开更多

关键词 铝合金中厚板 超音频双脉冲调制 电流波形参数 深熔 变极性钨极氩弧焊

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2219铝合金双脉冲VP-GTAW接头组织与性能 被引量：2

8

作者 从保强 樊弢 +2 位作者 齐铂金 王义朋 祁泽武 《航空制造技术》 2018年第20期16-21,共6页

以4mm 2219-T87高强铝合金平板为对象,分别使用ER2319 Al-Cu焊丝和ER5087 Al-Mg焊丝作为填充材料,研究双脉冲变极性钨极氩弧焊(VP-GTAW)对接接头的显微组织和力学性能。结果表明,与常规VP-GTAW工艺相比,对焊接电流进行低频脉冲调制的双... 以4mm 2219-T87高强铝合金平板为对象,分别使用ER2319 Al-Cu焊丝和ER5087 Al-Mg焊丝作为填充材料,研究双脉冲变极性钨极氩弧焊(VP-GTAW)对接接头的显微组织和力学性能。结果表明,与常规VP-GTAW工艺相比,对焊接电流进行低频脉冲调制的双脉冲VP-GTAW工艺可细化晶粒,改善焊缝显微组织;提高对接接头力学性能,且抗拉强度和断后伸长率均在低频脉冲频率为2Hz时达到最大值。与Al-Cu焊丝接头相比,Al-Mg焊丝接头可以在保持对接接头塑性的同时,提高抗拉强度和显微硬度,抗拉强度最大为328MPa,达到母材的72%;焊缝区显微硬度达到100HV以上。Al-Cu焊丝接头和Al-Mg焊丝接头均为脆性-韧性混合断裂。 展开更多

关键词 2219铝合金 双脉冲VP-GTAW 显微组织 力学性能 脉冲调制

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基于点云和设计模型的仿真模型快速重构方法 被引量：7

9

作者 蔡君 赵罡 +2 位作者 于勇 鲍强伟 戴晟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期905-916,共12页

随着产品装配质量要求的不断提高,为了在CAD模型仿真试验中快速且准确地表达零件实际加工质量,提出基于点云和设计模型的仿真模型快速重构方法.采用“一面两孔配准”方法,将零件实测点云数据配准到设计模型上;根据设计模型边界提取出曲... 随着产品装配质量要求的不断提高,为了在CAD模型仿真试验中快速且准确地表达零件实际加工质量,提出基于点云和设计模型的仿真模型快速重构方法.采用“一面两孔配准”方法,将零件实测点云数据配准到设计模型上;根据设计模型边界提取出曲面重构所需的控制顶点;采用非均匀有理B样条(NURBS)方法对控制顶点进行曲面拟合;根据仿真需求,结合边界表示法(BREP)和构造实体表示法(CSG)实现模型表面的局部和快速替换.在CATIA中开发基于实测点云数据和设计模型的仿真模型快速重构模块,和基于可拓展标记语言(XML)和特征完全匹配的数字预装配模块.以某航空企业典型零件和舱门预装配为例,验证该方法的重构精度和效率及其在预装配仿真中的高效性和准确性. 展开更多

关键词 点云重构 点云配准 点云提取 非均匀有理B样条(NURBS) 曲面替换

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基于特征的MBD模型检索方法研究 被引量：7

10

作者 周阳 于勇 +1 位作者 顾黎 赵罡 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第10期151-155,160,共6页

为解决现有三维模型检索方法难以满足MBD模型相似性对比的问题,提出了一种基于特征的MBD模型检索方法。首先,采用CAD系统二次开发技术提取MBD模型特征参数信息,并以模型检索为目的,结构化表达MBD模型信息。其次,根据MBD模型信息,以特征... 为解决现有三维模型检索方法难以满足MBD模型相似性对比的问题,提出了一种基于特征的MBD模型检索方法。首先,采用CAD系统二次开发技术提取MBD模型特征参数信息,并以模型检索为目的,结构化表达MBD模型信息。其次,根据MBD模型信息,以特征及其参数信息为结点、特征依赖关系为边构建有向无环图。最后,给出基于非精确图匹配的MBD模型几何信息层相似性对比方法;并且考虑非几何信息层,实现了综合几何信息与非几何信息的MBD模型检索。检索实验结果表明,相比于传统CAD模型检索方法,文章提出的方法能够检索出工艺信息重用价值更高的MBD模型。 展开更多

关键词 MBD模型 特征 几何信息 非几何信息 模型检索

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基于小波的稀疏体素数据压缩与多分辨实时绘制 被引量：3

11

作者 薛俊杰 赵罡 肖文磊 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期1350-1357,共8页

为减少多分辨稀疏体素的存储空间并提高其绘制效率,提出一种基于小波的稀疏体素数据压缩与实时绘制算法.在稀疏体素生成阶段,基于小波的多分辨和稀疏体素的稀疏特性,利用多级三维Haar小波变换将高分辨率的稀疏体素转换为低分辨稀疏体素... 为减少多分辨稀疏体素的存储空间并提高其绘制效率,提出一种基于小波的稀疏体素数据压缩与实时绘制算法.在稀疏体素生成阶段,基于小波的多分辨和稀疏体素的稀疏特性,利用多级三维Haar小波变换将高分辨率的稀疏体素转换为低分辨稀疏体素和多级细节信息,并采用紧凑的编码方式对小波系数进行编码,实现对多层级稀疏体素的数据压缩;在交互绘制阶段,结合稀疏体素八叉树光线投射算法,以低分辨体素节点为交互过程中的着色计算图元,交互过程终止后通过三维Harr小波逆变换逐级添加细节信息还原得到高分辨体素,进而实现多分辨绘制;最后充分利用多核CPU并行加速多分辨光线投射算法.对不同复杂度的面片模型进行压缩与绘制,实例计算表明,该算法高效且易于实现. 展开更多

关键词 稀疏体素 数据压缩 多分辨绘制 小波变换 并行光线投射

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Al-Mg-Si合金电弧熔丝增材构件组织与性能 被引量：9

12

作者 张睿泽 从保强 +1 位作者 齐铂金 祁泽武 《航空制造技术》 2019年第5期80-87,共8页

以复合超高频脉冲方波变极性钨极氩弧(HPVP–GTAW)为热源,Al–5Mg(ER5087)和Al–5Si(ER4043两种焊丝为填丝材料进行铝合金电弧熔丝增材制造,通过控制两焊丝的送丝速度获得不同主要合金元素Mg和Si含量的Al–Mg–Si合金薄壁构件,试验研究... 以复合超高频脉冲方波变极性钨极氩弧(HPVP–GTAW)为热源,Al–5Mg(ER5087)和Al–5Si(ER4043两种焊丝为填丝材料进行铝合金电弧熔丝增材制造,通过控制两焊丝的送丝速度获得不同主要合金元素Mg和Si含量的Al–Mg–Si合金薄壁构件,试验研究不同Mg/Si比及热处理对薄壁构件组织及性能的影响。结果表明:合金组织主要由柱状晶及少量等轴晶组成,呈非均匀分布。调节主要合金元素含量可实现对铝合金增材构件性能的控制,随着Mg/Si比的增加,增材构件的力学性能呈上升趋势,各向同性;经过固溶及人工时效热处理后,增材构件的力学性能得到显著提升,但塑性降低。 展开更多

关键词 铝合金 电弧增材制造 热处理 显微组织 力学性能

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协同设计驱动的产品创新设计发展 被引量：8

13

作者 邵天巍 魏巍 +1 位作者 张瑜 曲冠达 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第6期1-6,共6页

为实现充分调动设计资源,为创新型设计与制造提供动力,阐述了智能制造环境下协同设计的内涵、协同设计模式与协同设计平台的功能要求。提出了产品创新设计中协同设计的关键技术:面向客户需求的协同定制模式、基于三维标注模型的异构信... 为实现充分调动设计资源,为创新型设计与制造提供动力,阐述了智能制造环境下协同设计的内涵、协同设计模式与协同设计平台的功能要求。提出了产品创新设计中协同设计的关键技术:面向客户需求的协同定制模式、基于三维标注模型的异构信息协同、基于知识推送的设计资源协同、基于数字孪生的设计信息与物理信息协同。以航空发动机为例,阐述了协同设计技术在典型行业中的创新设计应用。创新设计离不开协同设计的推动,协同设计也应当服务于创新设计。 展开更多

关键词 创新设计 协同设计 航空发动机 协同设计平台

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协作机器人辅助的空间展开机构桁架铰链微重力装配 被引量：1

14

作者 刘新玉 郑联语 +2 位作者 蒋正源 鲁利刚 李云 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期3380-3393,共14页

针对大型空间展开机构桁架铰链装配中重力卸载过程复杂、需手工反复调整、装配精度一致性差的难题,提出一种采用协作机器人辅助的桁架铰链微重力装配方法。首先提出协作机器人辅助的微重力装系统架构和工艺流程;然后利用视觉引导结合四... 针对大型空间展开机构桁架铰链装配中重力卸载过程复杂、需手工反复调整、装配精度一致性差的难题,提出一种采用协作机器人辅助的桁架铰链微重力装配方法。首先提出协作机器人辅助的微重力装系统架构和工艺流程;然后利用视觉引导结合四元数有界偏差关节路径规划法,实现桁架铰链的快速自动抓取;构建基于D-H法的机器人运动学模型,并利用牛顿—拉夫森迭代法在线补偿位姿误差,提高机器人在桁架铰链装配中的绝对定位精度;最后构建桁架铰链的重力卸载等效模型,并利用基于内环位置控制的机器人阻抗控制方法,实现桁架铰链的自动平稳重力卸载。实验表明,该方法的位姿精度满足桁架铰链装配要求,并可使桁架铰链以临界阻尼形式进行平稳重力卸载,为大型空间展开机构关键组件高精度装配和重力卸载提供理论依据和技术支持。 展开更多

关键词 协作机器人 空间展开机构 微重力装配 测量辅助装配 临界阻尼

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