飞机装配中工艺流程复杂,涉及的工具品类繁多、规格参数差异大,给工具管理和选用策划带来极大挑战。通过对涉及的飞机装配工具应用场景研究,开展工具属性研究和参数结构化研究,系统地整理涉及工具应用的相关知识并形成智能选用匹配规则,开发了工具管理平台。经过实际使用验证,该平台可实现预期的工具智能选用。

气动锤铆是铆接中一种常见的连接方式,因为其特有的优点而被广泛应用于飞机装配中。现有方法多集中于镦头形貌控制以及铆接工艺参数的研究,针对气动锤铆过程仿真建模以及干涉量分布的研究较少。本研究利用ABAQUS软件进行了气动锤铆仿真建模,主要考虑了铆钉在高速冲击下的应力-应变关系,并设计了气动锤铆试验台对模型进行验证。实验结果表明本研究所建立的仿真模型可以准确预测气动锤铆的变形过程,以及铆钉杆部干涉量的分布情况。

    飞机制造是一个装配精确度要求高，结构、装配协调关系极其复杂的过程，而飞机装配是飞机制造过程中一个非常重要的环节，不但工作量大、装配技术难度大，而且协调困难。因此在传统飞机装配基础上，采用先进制造技术对提高装配工艺质量，缩短研制周期、降低研制成本具有重要的意义。

压铆连接是飞机装配的主要连接方式。已有限元法主要考虑铆接工艺参数、接触设置和边界条件选取等方面,对于铆接中铆钉不同位置变形时的应变率差异的影响缺乏研究。借助SHPB技术,建立了单一应变率模型和考虑应变率差异有限元仿真模型作为对比,揭示了铆接干涉量分布情况。进而分析了应变率差异原因和影响,并通过自动钻铆实验进行干涉量对比验证。结果表明,考虑应变率差异的有限元模型可以有效的提高仿真精度,为最佳干涉量的研究提供了模型基础。

随着飞机外形要求与机械加工技术的提升,许多机加零件代替了钣金零件,常用的公差标准难以满足飞机的装配要求,需要对其公差再次分配。为此分析了某一横梁在U型框中装配的间隙和阶差,总结造成超差的主要原因,对机加零件的公差进行再分配,满足了装配要求并提高了飞机装配效率。

通过装配仿真技术可以实现在虚拟环境下对产品设计、工艺规划和资源的验证,从根本上改变了必须依赖实物的传统装配工艺方法,使得我们能够在产品设计阶段对工艺进行分析和优化,实现了并行工程的理念,大大缩短了产品研制周期,提高了效率,降低了成本。而在制造业,特别是航空制造业大力推行并行工程技术的今天,由于产品数字化设计和基于模型定义技术的应用,更加彰显装配仿真技术重要性。装配仿真技术已成为数字化产品设计时代的一种必不可少的先进技术手段,具有广泛的应用前景。

从MBD装配数据集管理、基于MBD的飞机装配工艺规划和仿真等方面,介绍了飞机装配技术的研究和发展现状以及应用前景。基于MBD的飞机数字化装配技术能够在飞机产品设计阶段,通过装配仿真对装配工艺进行分析和优化,从根本上改变了必须依赖实物的传统装配工艺方法,实现了并行工程理念,是未来飞机数字化装配技术的发展方向,具有广泛的应用前景。