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

摘要

本发明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。

主权项

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F^O建立的外缘弯边扩展面S^RO，在S^RO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F^O的圆角面S^RA和弯边凸缘面S^RF构成弯边外缘弯边外形面S^O；提取S^O凸缘区边界线L^OU，将弯边外形面沿凸缘区边界线L^OU扩展10‑15mm，构成零件外缘弯边扩展面S^O'；提取外缘弯边扩展面S^O'两端头边界线将扩展面S₁^O沿分别向外扩展10‑15mm构成零件外缘弯边扩展外形面S^RO；步骤b：提取外缘弯边扩展外形面S^RO的弯边线L^WO，以离散间距为d对L^WO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S^RO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Φ^W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S^RO'。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$R_{2j}^{I^{\prime }}=\frac{{\theta }_i^I}{{\theta }_{2j}^{I^{\prime }}}{R}_{2j}^W+\frac{{\Phi }^I}{{\theta }_{2j}^{I^{\prime }}}\mathrm{K\delta };$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S^RI；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S^RI弯边线L^WI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S^RI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$R_k^{I^{\prime }}=\frac{{\theta }_k^I}{{\theta }_k^{I^{\prime }}}{R}_i^I+\frac{{\Phi }^I}{{\theta }_k^{I^{\prime }}}\mathrm{K\delta };$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S^RI'。