[发明专利]基于敏感点多点增量成形的大型薄壁加筋板的校形方法

说明书

一种基于敏感点多点增量成形的大型薄壁加筋板的校形方法，通过采集测点上的变形偏差，结合壁板的变形协调方程，通过粒子群算法迭代求解出对壁板整体校形贡献度最大的测点作为敏感点；然后通过校形量模拟计算，得到使得壁板贴模度达到要求所需要的校形量；最后对敏感点施加校形量，加载释放回弹后即实现校形的效果。本发明通过选取测点测量得到校形壁板的变形偏差；基于敏感点分析获得对校形效果影响最大的敏感点；模拟计算得到敏感点的校形量；基于多点增量成形的方法对敏感点施加校形量，实现大型壁板校形的效果。

技术领域

本发明涉及的是一种航天制造领域的技术，具体是一种基于敏感点多点增量成形的大型薄壁加筋板的校形方法。

背景技术

在航天领域，现行的大型薄壁加筋壁板的校形方法多为现场制造工人根据经验用锤子在发生变形的部位反复敲打，将其逐渐校正到正确的位置。这种方法对于薄壁低筋弱刚性、小批量、长加工周期的壁板效果显著，但是对于筒段直径达到5m的重型火箭以及之后直径更大的超重型火箭，由于壁板壁厚和刚度的增加，所需要的校形力也随之增加，这种根据经验手工敲打校形的方法将不再可用。且随着我国火箭发射频率的增加，对于产品批量化生产的速度也提出了更高的要求，通过锤子敲打的校形方式难以满足产量的要求。

发明内容

本发明针对现有大型火箭燃料贮箱加筋壁板的校形方式的不足，提出一种基于敏感点多点增量成形的大型薄壁加筋板的校形方法，通过选取测点测量得到校形壁板的变形偏差；基于敏感点分析获得对校形效果影响最大的敏感点；模拟计算得到敏感点的校形量；基于多点增量成形的方法对敏感点施加校形量，实现大型壁板校形的效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于敏感点多点增量成形的大型薄壁加筋板的校形方法，通过采集测点上的变形偏差，结合壁板的变形协调方程，通过粒子群算法迭代求解出对壁板整体校形贡献度最大的测点作为敏感点；然后通过校形量模拟计算，得到使得壁板贴模度达到要求所需要的校形量；最后对敏感点施加校形量，加载释放回弹后即实现校形的效果。

所述的测点，通过在待校形的加筋壁板上根据壁板尺寸大小选取若干尽量放置在壁板含有加强筋的部位的测点，且相邻测点的距离不小于冲压头的直径。

所述的变形偏差是指：待校形壁板上测点垂直于壁板表面方向的变形偏差。

所述的敏感点，通过标准壁板的结构刚度矩阵结合变形偏差和壁板的变形协调方程，通过粒子群算法迭代求解出对壁板整体校形贡献度最大的测点。

所述的校形量模拟计算，采用但不限于有限元分析算法实现。

所述的对敏感点施加校形量，采用壁板校形机实现。

本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：测点选取与偏差采集模块、敏感点选取模块、校形量模拟模块以及增量成形模块，其中：测点选取与偏差采集模块与敏感点选取模块相连并传输测点偏差信息，敏感点选取模块与校形量模拟模块相连并传输选取的敏感点信息，校形量模拟模块与增量成形模块相连并传输校形点和校形量信息，增量成形模块实现对壁板的校形操作。

技术效果

与现有技术相比，本发明无需过多的加载点和过多的加载次数，只需对少量的敏感点进行一次加载即可达到较理想的校形效果。本发明可以实现提前在计算机中对加载点和校形量进行模拟仿真预测，无需在加工现场反复加载调试，大大加快了校形的效率。本发明无需专门的热处理保温炉，免去了加热冷却过程对材料性能的影响。

附图说明

图1为实施例贮箱壁板测点的选取示意图；

图2为实施例流程示意图；

图3为实施例中求解区域的划分和各个分区的敏感点示意图；

图4为实施例中在各敏感点进行校形的有限元仿真示意图；