一种S截面无下陷飞机框肋类钣金零件回弹补偿计算方法技术

本发明专利技术涉及飞机制造设计领域，具体涉及一种S截面无下陷飞机框肋类钣金零件回弹补偿计算方法。其方法步骤如下：步骤一：基于零件外缘弯边建立的外缘弯边扩展面，在基础上进行回弹补偿计算后重构外形面；步骤二：对零件内缘弯边加强边外形扩展面进行回弹补偿计算，构造内缘弯边加强边回弹补偿外形面；步骤三：接合回弹补偿后的内缘弯边加强边外形面与零件内缘弯边外形面，在结合形面的基础上进行回弹补偿计算与重构。本发明专利技术适用于S形截面、无下陷变曲率框肋弯边零件，提出了基于一种基于弯边外形面、采用单一补偿值的回弹补偿计算方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞机制造设计领域，具体涉及一种S截面无下陷飞机框肋类钣金零件回弹补偿计算方法。
技术介绍
框肋零件作为飞机结构组成的重要部分，直接影响着飞机的外形准确度和结构承载能力，其制造成为决定飞机整体性能的重要环节。现代飞机的发展使得其外形变化更为复杂，同时对疲劳性能、飞行寿命的要求也越来越高，对钣金件的精度和质量提出了更高的要求。这就要求制造出的钣金件可以尽可能接近最终形状，特别是要求尽量减少手工修整量，甚至不允许手工敲修，实现“一步法”成形，提高产品品质和外观，以达到钣金件精密成形的要求。框肋零件主要采用橡皮囊液压成形方式进行生产制造。橡皮囊液压成形具有成形效率高、成形零件表面质量好、成形模具为半模等优点，然而同样存在着钣金件成形共有的回弹、起皱和破裂问题。其中，回弹问题是影响框肋零件成形质量的突出问题。所以需要一种S截面无下陷飞机框肋类钣金零件回弹补偿计算方法来对加工工艺进行指导。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种S截面无下陷飞机框肋类钣金零件回弹补偿计算方法。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案为：一种S截面无下陷飞机框肋类钣金零件回弹补偿计算方法，其方法步骤如下：步骤一：基于零件外缘弯边FO建立的外缘弯边扩展面SRO，在SRO基础上进行回弹补偿计算后重构外形面，具体步骤如下：步骤a：提取零件外缘弯边FO的圆角面SRA和弯边凸缘面SRF构成弯边外缘弯边外形面SO；提取SO凸缘区边界线LOU，将弯边外形面沿凸缘区边界线LOU扩展10-15mm，构成零件外缘弯边扩展面SO'；提取外缘弯边扩展面SO'两端头边界线将扩展面S1O沿分别向外扩展10-15mm构成零件外缘弯边扩展外形面SRO；步骤b：提取外缘弯边扩展外形面SRO的弯边线LWO，以离散间距为d对LWO进行离散，形成离散点PiWO(i＝1,2,…,n)；过离散点PiWO构造弯边线法平面FiNO(i＝1,2,…,n)与弯边扩展外形面SRO相交构成弯边外形面截面曲线段由圆角区截面线和凸缘区截面线(i＝1,2,…,n)构成，圆角区截面线与凸缘区截面线重合于点PiO，对圆角区截面线进行回弹补偿计算；步骤c：对弯边圆角区截面线(i＝1,2,…,n)，考虑材料厚度、弯边弯曲半径弯曲角度的基础上由数值模拟或工程经验值确定回弹角度为弯边补偿角度ΦW取各个截面线回弹角度之和的平均值，即计算弯边圆角区截面线回弹补偿后圆心角为c；依据弧长不变原理，计算回弹补偿后圆角半径为 R i W ′ = θ i W θ i W ′ R i W + Φ W θ i W ′ Kδ , ]]>其中为回弹补偿前圆心角、为回弹补偿前圆角半径值、K为展开系数、δ为材料厚度，可由《航空制造工程手册》飞机模线样板分册(航空工业出版社，1993年出版)中计算展开长度用K值表中查询；步骤d：对弯边圆角区截面线(i＝1,2,…,n)，依据计算所得的回弹补偿后圆心角和回弹补偿后半径计算回弹补偿后圆角区截面线末端点为PiO′，将凸缘区截面线由重合点PiO向的末端点PiO'移动使PiO与PiO'重合，绕点PiO′将凸缘区截面线旋转使得与在点PiO′切线连续，得到旋转后凸缘截面线由圆角区截面线和凸缘截面线共同构成回弹补偿后截面线步骤e：使用CATIA V5软件创成式外形设计模块中多截面曲面定义功能，依次选择回弹补偿后的外形截面曲线段(i＝1,2,…,n)，生成回弹补偿后零件外形面SRO'。步骤二：对零件内缘弯边加强边外形扩展面进行回弹补偿计算，构造内缘弯边加强边回弹补偿外形面具体步骤如下：步骤a：提取零件内缘弯边加强边的圆角面和弯边凸缘面构成弯边外形面提取弯边外形面凸缘区边界线将弯边外形面沿凸缘区边界线扩展10-15mm，构成零件内缘弯边加强边扩展面提取弯边扩展面两端头边界线将扩展面沿分别向外扩展10-15mm构成零件内缘弯边加强边扩展外形面步骤b：利用步骤一中的b步骤方法，构造内缘弯边加强边扩展外形面弯边线的离散点(j＝1,2,…,n2)及弯边线法平面由弯边线法平面与加强边扩展外形面构造弯边截面线其圆角区截面线和凸缘区截面线重合于对圆角区截面线进行回弹补偿计算；步骤c：利用步骤一中的c步骤方法，计算任一圆角区截面线回弹补偿后圆心角为依据弧长不变原理，计算对应回弹补偿后圆角半径为 R 2 j I ′ = θ i I θ 2 j I ′ R 2 j W + Φ I θ 2 j I ′ Kδ ; ]]>步骤d：利用步骤一中的d步骤方法，逐一对圆角区截面线进行回弹补偿及凸缘区截面线进行平移旋转，重新构造回弹补偿后弯边外形截面曲线段(j＝1,2,…,n2)；使用CATIA V5软件创成式外形设计模块中多截面曲面定义功能，依次选择回弹补偿后的外形截面曲线段生成回弹补偿后的内缘弯边加强边外形面步骤三：接合回弹补偿后的内缘弯边加强边外形面与零件内缘弯边F1I外形<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种S截面无下陷飞机框肋类钣金零件回弹补偿计算方法，其方法步骤如下：步骤一：基于零件外缘弯边FO建立的外缘弯边扩展面SRO，在SRO基础上进行回弹补偿计算后重构外形面，具体步骤如下：步骤a：提取零件外缘弯边FO的圆角面SRA和弯边凸缘面SRF构成弯边外缘弯边外形面SO；提取SO凸缘区边界线LOU，将弯边外形面沿凸缘区边界线LOU扩展10‑15mm，构成零件外缘弯边扩展面SO'；提取外缘弯边扩展面SO'两端头边界线将扩展面S1O沿分别向外扩展10‑15mm构成零件外缘弯边扩展外形面SRO；步骤b：提取外缘弯边扩展外形面SRO的弯边线LWO，以离散间距为d对LWO进行离散，形成离散点过离散点构造弯边线法平面与弯边扩展外形面SRO相交构成弯边外形面截面曲线段由圆角区截面线和凸缘区截面线构成，圆角区截面线与凸缘区截面线重合于点对圆角区截面线进行回弹补偿计算；步骤c：对弯边圆角区截面线考虑材料厚度、弯边弯曲半径弯曲角度的基础上由数值模拟或工程经验值确定回弹角度为弯边补偿角度ΦW取各个截面线回弹角度之和的平均值，即计算弯边圆角区截面线回弹补偿后圆心角为c；依据弧长不变原理，计算回弹补偿后圆角半径为其中为回弹补偿前圆心角、为回弹补偿前圆角半径值、K为展开系数、δ为材料厚度，可由《航空制造工程手册》飞机模线样板分册(航空工业出版社，1993年出版)中计算展开长度用K值表中查询；步骤d：对弯边圆角区截面线依据计算所得的回弹补偿后圆心角和回弹补偿后半径计算回弹补偿后圆角区截面线末端点为将凸缘区截面线由重合点向的末端点移动使与重合，绕点将凸缘区截面线旋转使得与在点切线连续，得到旋转后凸缘截面线由圆角区截面线和凸缘截面线共同构成回弹补偿后截面线步骤e：使用CATIA V5软件创成式外形设计模块中多截面曲面定义功能，依次选择回弹补偿后的外形截面曲线段生成回弹补偿后零件外形面SRO'。步骤二：对零件内缘弯边加强边外形扩展面进行回弹补偿计算，构造内缘弯边加强边回弹补偿外形面具体步骤如下：步骤a：提取零件内缘弯边加强边的圆角面和弯边凸缘面构成弯边外形面提取弯边外形面凸缘区边界线将弯边外形面沿凸缘区边界线扩展10‑15mm，构成零件内缘弯边加强边扩展面提取弯边扩展面两端头边界线将扩展面沿分别向外扩展10‑15mm构成零件内缘弯边加强边扩展外形面步骤b：利用步骤一中的b步骤方法，构造内缘弯边加强边扩展外形面弯边线的离散点及弯边线法平面由弯边线法平面与加强边扩展外形面构造弯边截面线其圆角区截面线和凸缘区截面线重合于对圆角区截面线进行回弹补偿计算；步骤c：利用步骤一中的c步骤方法，计算任一圆角区截面线回弹补偿后圆心角为依据弧长不变原理，计算对应回弹补偿后圆角半径为R2jI′=θiIθ2jI′R2jW+ΦIθ2jI′Kδ;]]>步骤d：利用步骤一中的d步骤方法，逐一对圆角区截面线进行回弹补偿及凸缘区截面线进行平移旋转，重新构造回弹补偿后弯边外形截面曲线段使用CATIA V5软件创成式外形设计模块中多截面曲面定义功能，依次选择回弹补偿后的外形截面曲线段生成回弹补偿后的内缘弯边加强边外形面步骤三：接合回弹补偿后的内缘弯边加强边外形面与零件内缘弯边外形面，在结合形面的基础上进行回弹补偿计算与重构，具体步骤如下：步骤a：提取零件内缘弯边的圆角面和弯边凸缘面构成内缘弯边外形面结合与构成零件内缘弯边扩展外形面SRI；步骤b：利用步骤一中的b步骤方法，构造零件内缘弯边扩展外形面SRI弯边线LWI的离散点及弯边线法平面由弯边线法平面与零件内缘弯边扩展外形面SRI构造弯边截面线其圆角区截面线和凸缘区截面线重合于对圆角区截面线进行回弹补偿计算；步骤c：利用步骤一中的c步骤方法，计算任一圆角区截面线回弹补偿后圆心角为依据弧长不变原理，计算回弹补偿后圆角半径为RkI′=θkIθkI′RiI+ΦIθkI′Kδ;]]>步骤d：利用步骤一中的d步骤方法，逐一对圆角区截面线进行回弹补偿及凸缘区截面线进行平移旋转，重新构造回弹补偿后弯边外形截面曲线段使用CATIA V5软件创成式外形设计模块中多截面曲面定义功能，依次选择回弹补偿后的外形截面曲线段生成回弹补偿后的内缘弯边加强边外形面SRI'。...

【技术特征摘要】
1.一种S截面无下陷飞机框肋类钣金零件回弹补偿计算方法，其方法步骤
如下：
步骤一：基于零件外缘弯边FO建立的外缘弯边扩展面SRO，在SRO基
础上进行回弹补偿计算后重构外形面，具体步骤如下：
步骤a：提取零件外缘弯边FO的圆角面SRA和弯边凸缘面SRF构成弯
边外缘弯边外形面SO；提取SO凸缘区边界线LOU，将弯边外形面沿凸缘
区边界线LOU扩展10-15mm，构成零件外缘弯边扩展面SO'；提取外缘弯边
扩展面SO'两端头边界线将扩展面S1O沿分别向外扩
展10-15mm构成零件外缘弯边扩展外形面SRO；
步骤b：提取外缘弯边扩展外形面SRO的弯边线LWO，以离散间距为d
对LWO进行离散，形成离散点过离散点构造弯边线
法平面与弯边扩展外形面SRO相交构成弯边外形面截面
曲线段由圆角区截面线和凸缘区截面线构
成，圆角区截面线与凸缘区截面线重合于点对圆角区截面线
进行回弹补偿计算；
步骤c：对弯边圆角区截面线考虑材料厚度、弯
边弯曲半径弯曲角度的基础上由数值模拟或工程经验值确定回弹角度为
弯边补偿角度ΦW取各个截面线回弹角度之和的平均值，即
计算弯边圆角区截面线回弹补偿后圆心角为c；依
据弧长不变原理，计算回弹补偿后圆角半径为其
中为回弹补偿前圆心角、为回弹补偿前圆角半径值、K为展开系

\t数、δ为材料厚度，可由《航空制造工程手册》飞机模线样板分册(航空
工业出版社，1993年出版)中计算展开长度用K值表中查询；
步骤d：对弯边圆角区截面线依据计算所得的回弹
补偿后圆心角和回弹补偿后半径计算回弹补偿后圆角区截面线
末端点为将凸缘区截面线由重合点向的末端点
移动使与重合，绕点将凸缘区截面线旋转使得与在点切线连续，得到旋转后凸缘截面线由圆角区截面线和凸
缘截面线共同构成回弹补偿后截面线步骤e：使用CATIA V5软件创成式外形设计模块中多截面曲面定义功
能，依次选择回弹补偿后的外形截面曲线段生成回弹补
偿后零件外形面SRO'。
步骤二：对零件内缘弯边加强边外形扩展面进行回弹补偿计算，
构造内缘弯边加强边回弹补偿外形面具体步骤如下：
步骤a：提取零件内缘弯边加强边的圆角面和弯边凸缘面构成弯边外形面提取弯边外形面凸缘区边界线将弯边外形面
沿凸缘区边界线扩展10-15mm，构成零件内缘弯边加强边扩展面提取弯边扩展面两端头边界线将扩展面沿分别
向外扩展10-15mm构成零件内缘弯边加强边扩展外形面步骤b：利用步骤一中的b步骤方法，构造内缘弯边加强边扩展外形
面弯边线的离散点及弯边线法平面由弯边
线法平面与加强边扩展外形面构造弯边截面线其圆角区截面线
和凸缘区截面线重合于对圆角区截面线进行回弹补偿计
算；
步骤c：利用步骤一中的c步骤方法，计算任一圆角区截面线回
弹补偿后圆心角为依据弧长不变原理，计算对应回弹补偿后
圆角半径为 R 2 j I ′ = ...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雅玲，刘闯，路骐安，
申请(专利权)人：江西洪都航空工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江西;36