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基于数字化技术的航空发动机装配技术

研究

摘要：航空产业的发展水平是一个国家发展水平的重要指标，加强对于航空

行业的发展技术研究是促进相应产业发展的关键措施之一。随着如今信息技术以

及科技水平的发展，数字化技术对于航空航天产业的发展有着关键性的促进作用，

在如今的发展过程之中，数字化技术能够最大程度降低航空产业设计发展的相应

成本，最大程度提升最后的设计水平以及发展质量。

关键词：航空发动机：数字化；装配

航空机械制造的质量决定着发动机的质量，为了保证在最后的航空产业发展

过程之中有着更高的行业发展质量以及运行质量，加强数字化模拟技术的应用十

分关键。航空发动机的传动装配过程大部分为手工装配，其装配质量在很大程度

上受到人为因素的干扰，所以，相比于传统的装配技术而言，数字化技术的应用

对于航空产品的装配以及设计提供较大的技术支持，为后续的发展提供更加有利

的技术工具。

一、模拟化装配

模拟装配是数字化技术发展的核心环节，主要应用于航空的发动机装配过程

之中，可以依托于发动机信息以及装配过程之中的精确数据对航空飞机进行模拟

化数字装配。模拟装配技术在应用的过程之中能够对于已经装配完成的零件进行

数据验证，分析数据的合理性以及其运行的可靠性，对于后续的制造发展而言十

分关键且必要。可视化技术的应用能够大大降低相应设计制造过程之中的成本，

为我国的航空发展注入新动力。

（一）模拟化系统构架

虚拟化装配系统是指以虚拟现实为前提，对于实际的发动机各个零件进行数

据分析并建模之后进行虚拟装配的过程，在此过程之中主要依赖于CAD系统的几

何模型以及物理特征等数据，系统操作能够将实际的发动机以可视化可移动的性

质上传到相应的软件之中，自动化生产模拟器可以实现视点的自动跟踪以及各种

手势和声音的虚拟操作。虚拟化实现计算分析方法包含着对于碰撞检验等重要的

设计环节，这一功能的实现一方面能够更加精确有效的对于相应的数据完成分析，

另一方面能够大大保证数据和操作的可靠性和科学性，保证相应环节的成本得到

有效地控制，为后续的发展和设计环节提供十分有利的支持。装配全过程之中的

动画能够完整地描述安装的全过程，相应的技术工程师对于数据和文件按照一定

数据上传到软件之中就可以轻松完成，对于制定和设计环节也起到一定程度的引

导性，大大提升了相应设计工作人员的工作压力和应力强度分析等工作量。

（二）建模

二次轻量处理发动机三维数字化模型主要针对发动机设计装配的静态结构，

在虚拟软件之中可以完成对于零件的组装装配，在该技术之中能够完美地表达出

不同零件之间的交互关系，通过对于相应数据分析能够保证数据的有效性以及科

学性。处理好相应零件之间的关系能够实现组装的合理有效性，科学制约零件之

间的数据关系使得最后的制造生产环节也会得到一定程度的优化。凭借相应的技

术软件实现交互全过程更加方便快捷的表达，使得设计工程师对于自身的设计成

果有着更加深刻的可操作性了解。

（三）装配全过程仿真

发动机的装配全过程仿真过程主要通过分析零件自身的数据特征，考虑到不

同零件之间的数据交互性，为后续的安装合成提供更加高效的方式。分析发动机

可装配性能否实现有着以下的步骤：首先对于发动机自身设计可操作性于实际操

作是否进行更加有效地分析，保证发动机在后续的优化以及优化环节不会受到相

应问题的限制，根据数据的分析以及修改建议对于已经设计完成的发动机模型进

行分析和修改，可视化的显示全部装配的过程。第二，对于不同零件之间进行数

据交互分析，保证相应的安装环节数据误差控制在一定的范围之内，不会对于后

续的安装造成较大的影响。第三，对于相应装配过程之中的装配顺序和相应的途

径进行分析，保证最后的安装环节有着更加合理的操作步骤和操作顺序。第四，

对于发动机装配可操作性的了解是影响到最后能否实现顺利装配的有效措施，对

于相应的零件进行拆解和模拟装配能够保证数据和模型设计的有效性。

二、数字化的柔性装配

（一）实体化建模操作

实体化建模过程主要是指在模型操作过程之中的虚拟装配，相应的尺寸应该

严格遵守相应的设计规则，保证误差在可控制的范围之内对于后续的装配环节不

会造成影响。此外，对于装配过程之中对装配环节、发动机质量影响十分重要的

模型尺寸，应该分析其在实际装配过程之中的可操作性和可执行性，保证在最后

实际生产过程中的安装环节能够高效有序地进行。尺寸约束以及表达式等驱动的

处理方法应该进行实