药柱装药钻削成形过程中,以其特殊的粘弹性材料加工的复杂性和环境温度的敏感感知等因素,使在实际加工过程中加工参数的选择变得比较困难。加工参数的选择直接影响钻削温度,温度的高低侧面影响加工效率和安全性,因此研究钻削参数对钻削过程中的温度影响规律对指导生产是十分必要的。以少见的钻削粘弹性材料为例,通过仿真计算和实验验证,研究了主轴转速、进给速度和环境温度对钻削温度的影响规律。结论表明粘弹性材料钻削与金属钻削具有一定的相似之处,但是切削热和摩擦热的影响关系与材料的韧性有关。研究发现药柱的粘弹性材料在40℃左右时,温度上升明显变缓,这是由于不同材料的温升特性不同。并且根据已知数据得出在环境温度为20℃,转速160r/min,进给速度为1.7mm/s时,最高温度变化相对稳定,且处于较安全温度控制范围。

航空发动机种类多、形状大小各异,传统的示教编程刚性螺栓拧紧方法因其效率慢、安全性差、编程门槛高等缺点,不再适用于中小批量多类型的发动机螺栓拧紧工作。提出一种基于数字孪生的柔性拧紧发动机螺栓的方法,包括螺栓拧紧方案、螺栓拧紧过程数字孪生仿真、物理空间与数字空间一致性标定等。通过D-H参数法建立机器人运动学模型,进而对机器人进行运动学求解,通过五次多项式插值法对机器人进行轨迹规划。通过数字孪生仿真生成离线程序,利用一致性标定消除坐标偏差。分别利用离线编程与示教编程进行3组实验,结果显示:离线编程与示教编程均能完成航空发动机的螺栓拧紧工作,但基于数字孪生的柔性螺栓拧紧方法可以快速又柔性地拧紧航空发动机的螺栓。

在固体火箭发动机燃烧室和喷管对接装配过程中,为准确实时预测密封圈应力,以确保发动机的装配质量,提出了一种基于Kriging模型的密封圈对接装配应力预测方法。首先,分析装配工况,利用有限元分析方法计算出多种工况下密封圈的应力-应变;其次,使用生成对抗网络的方法扩大数据样本空间;之后,利用拉丁超立方抽样法选取一定数量的应力-应变数据构建Kriging模型;最后,根据定义的加点准则迭代优化Kriging模型,实现主动学习,由此得到密封圈应力预测的数字孪生模型。装配时,通过六自由度并联平台的力位传感器实时采集的信号数据,作为数字孪生预测模型的输入;通过实时读取模型输出,实现对接过程中的装配质量实时在线预测反馈。