CN104655064B - 一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法 - Google Patents

一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于航空技术领域，涉及一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法。本发明确定发动机安装拉杆公差值大小的方法将系统全部公差分为无需优化的公差(1)(飞机结构公差、发动机自身公差)和需要优化的公差(2)(发动机安装拉杆公差)两大类，利用公差分析模块(3)来计算获取所有测量目标(12)极值的最大值，利用成本调用模块(7)来插值获取系统的总成本cost(11)，在所有测量目标(12)满足设计要求max(Li)≤targeti i＝1,2,...N,的前提下，对需要优化的公差(2)(发动机安装拉杆公差)的所有可能组合进行计算，通过比较优选出使总成本cost(11)最小min(cost)的公差最佳组合。

Description

一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法
技术领域
本发明属于航空技术领域，涉及一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法。
背景技术
为满足飞机总体气动性能设计指标和实现发动机准确定位，需要给定发动机安装拉杆的公差值大小。传统方法在不考虑加工成本的前提下任意给定公差值，在利用公差分析软件单向计算获得公差的敏感度排序后，首先需要与工厂的制造加工能力协调，当提高某个零件的精度后，又要重新利用公差分析软件对新分配的公差进行单向计算以获得新的敏感度排序，如此重复循环直至所有测量目标满足设计要求。由传统方法获得的公差值大小虽能满足设计要求，但整个系统零件的加工成本并非最低。
发明内容
本发明的目的是：提供一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法。
本发明的技术方案为：本发明确定发动机安装拉杆公差值大小的方法将系统全部公差分为无需优化的公差1(飞机结构公差、发动机自身公差)和需要优化的公差2(发动机安装拉杆公差)两大类，利用公差分析模块3来计算获取所有测量目标12极值的最大值，利用成本调用模块7来插值获取系统的总成本cost11，在所有测量目标12满足设计要求max(Li)≤targeti i＝1,2,...,N的前提下，对需要优化的公差2(发动机安装拉杆公差)的所有可能组合进行计算，通过比较优选出使总成本cost11最小min(cost)的公差最佳组合。该确定方法包括如下步骤：
步骤a：将系统全部公差分为无需优化的公差1和需要优化的公差2两大类，无需优化的公差1包括飞机结构公差、发动机自身公差；而需要优化的公差2包括发动机安装拉杆公差；
步骤b：针对待确定的发动机安装系统，建立公差分析模块3,其中包括：第一输入文件模板4、公差分析模型5、第一输出文件模板6，其中，公差分析模型(5)内含发动机安装系统所有尺寸链关系网络图，对其输入文件中需要优化的公差(2)进行替代后可获得输入文件模板(4)，对其输出文件中所有测量目标(12)进行提取后可获得输出文件模板(6)；
步骤c：在第一输入文件模板4中，对无需优化的公差1和需要优化的公差2进行替代；
步骤d：在第一输出文件模板6中，对全部测量目标Li i＝1,2,...,N 12的极值进行提取，测量目标12为发动机安装位置的最终校核参数，如发动机位置度、平行度、同轴度等参数；
步骤e：将无需优化的公差1和需要优化的公差2读入成本调用模块7，其中包括：输入文件模块8、成本数据库9、输出文件模板10，插值计算并输出总成本cost11，其中，成本数据库(9)内含加工方式、公差精度与价格之间的对应关系，对其输入文件中需要优化的公差(2)进行替代后可获得第二输入文件模板(8)，对其输出文件中的输出总成本cost(11)进行提取后可获得第二输出文件模板(10)；
步骤f：采用单目标方法进行优化：在所有测量目标满足设计要求max(Li)≤targeti i＝1,2,...,N的前提下，对需要优化的公差2的所有可能组合进行计算，通过比较优选出使总成本cost11最小min(cost)的公差最佳组合。
本发明的优点和有益效果：本发明确定发动机安装拉杆公差值大小的方法将公差分析模块和成本调用模块结合在一起考虑，实现简单，计算快速，充分考虑了零件的加工成本，通过优化计算获得的安装拉杆公差值可保证成本最小，解决了安装拉杆公差值大小难以给定这一长期困扰的问题，已经应用于我院某型飞机上。
附图说明
图1为本发明的流程图。
表1为实例中的某型飞机发动机安装系统全部公差列表，表2为全部测量目标列表，图2为优化平台，表3为最终的优化计算结果，其中：1为无需优化的公差；2为需要优化的公差；3为公差分析模块；4为公差计算时的输入文件模板，简称第一输入文件模板；5为公差分析模型；6为公差计算后的输出文件模板，简称第一输出文件模板；7为成本调用模块；8为成本计算时的输入文件模板，简称第二输入文件模板；9为成本数据库；10为成本计算后的输出文件模板，简称第二输出文件模板；11为总成本cost；12为全部测量目标Li i＝1,2,...,N。
具体实施方式
本发明确定发动机安装拉杆公差值大小的方法将系统全部公差分为无需优化的公差1(飞机结构公差、发动机自身公差)和需要优化的公差2(发动机安装拉杆公差)两大类，利用公差分析模块3来计算获取所有测量目标Li i＝1,2,...,N 12极值的最大值，利用成本调用模块7来插值获取系统的总成本cost11，在所有测量目标12满足设计要求max(Li)≤targeti i＝1,2,...,N的前提下，对需要优化的公差2(发动机安装拉杆公差)的所有可能组合进行计算，通过比较优选出使总成本cost11最小min(cost)的公差最佳组合。
请参阅图1，其给出了本发明确定发动机安装拉杆公差值大小方法的操作流程，其具体步骤如下：
步骤a：将系统全部公差分为无需优化的公差1和需要优化的公差2两大类，无需优化的公差1包括飞机结构公差、发动机自身公差；而需要优化的公差2包括发动机安装拉杆公差；
步骤b：针对特定的发动机安装系统，建立公差分析模块3,其中包括：第一输入文件模板4、公差分析模型5、第一输出文件模板6，其中，公差分析模型(5)内含发动机安装系统所有尺寸链关系网络图，对其输入文件中需要优化的公差(2)进行替代后可获得输入文件模板(4)，对其输出文件中所有测量目标(12)进行提取后可获得输出文件模板(6)；
步骤c：在第一输入文件模板4中，对无需优化的公差1和需要优化的公差2进行替代；
步骤d：在第一输出文件模板6中，对全部测量目标12的极值进行提取，测量目标12为发动机安装位置的最终校核参数，如发动机位置度、平行度、同轴度等参数；
步骤e：将无需优化的公差1和需要优化的公差2读入成本调用模块7，其中包括：输入文件模块8、成本数据库9、输出文件模板10，插值计算并输出总成本cost11，其中，成本数据库(9)内含加工方式、公差精度与价格之间的对应关系，对其输入文件中需要优化的公差(2)进行替代后可获得第二输入文件模板(8)，对其输出文件中的输出总成本cost(11)进行提取后可获得第二输出文件模板(10)；
步骤f：采用单目标方法进行优化：在所有测量目标满足设计要求max(Li)≤targeti i＝1,2,...,N的前提下，对需要优化的公差2的所有可能组合进行计算，通过比较优选出使总成本cost11最小min(cost)的公差最佳组合。
实施例：
下面以某型飞机发动机安装系统为例，结合表1、表2、表3和图2，详细描述确定发动机安装拉杆公差值大小的方法，其具体步骤如下：
步骤a：将系统全部公差分为无需优化的公差1和需要优化的公差2两大类，无需优化的公差1包括飞机结构公差、发动机自身公差；而需要优化的公差2包括发动机安装拉杆公差，在本例中特指发动机安装系统的四个拉杆公差，包括“AB杆242.009公差”、“CD杆89.66公差”、“T1F1杆266.133公差”、“T2F2杆311.075公差”，见表1。
表1
步骤b：针对特定的发动机安装系统，建立公差分析模块3,其中包括：第一输入文件模板4、公差分析模型5、第一输出文件模板6，本例中采用专业的商用公差分析软件CETOL来建立公差分析模型5，内含发动机安装系统所有尺寸链关系网络图；
步骤c：在第一输入文件模板4中，对无需优化的公差1和需要优化的公差2进行替代，本例中需要优化的公差2见步骤a；
步骤d：在第一输出文件模板6中，对全部测量目标Li i＝1,2,...,N 12的极值进行提取，测量目标Li i＝1,2,...,N 12为发动机安装位置的最终校核参数，在本例中特指“发动机前端面中心点与飞机对称面之间垂直距离”、“发动机前端面中心点与飞机构造水平面之间垂直距离”、“发动机后端面中心点与飞机对称面之间垂直距离”、“发动机后端面中心点与飞机构造水平面之间垂直距离”，见表2；
表2
步骤e：将无需优化的公差1和需要优化的公差2读入成本调用模块7，其中包括：输入文件模块8、成本数据库9、输出文件模板10，插值计算并输出总成本cost11；
步骤f：采用单目标方法进行优化：在所有测量目标满足设计要求max(Li)≤targeti i＝1,2,...,N的前提下，对需要优化的公差2的所有可能组合进行计算，通过比较优选出使总成本cost11最小min(cost)的公差最佳组合。
通过以上步骤，建立了图2所示的公差分析平台。
表3
表3为此型号发动机安装系统的最终优化结果，在4个测量目标极值的最大值均不超过2mm的前提下，当发动机安装系统的四个拉杆中的“AB杆242.009公差”取值±0.01896、“CD杆89.66公差”取值±1.90008、“T1F1杆266.133公差”取值±0.47488、“T2F2杆311.075公差”取值±1.1977时，总成本cost11最小，为14747.10617元。

Claims (5)

1.一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法，其特征在于，该确定方法包括如下步骤：
步骤a：将系统全部公差分为无需优化的公差(1)和需要优化的公差(2)两大类；
步骤b：针对待确定的发动机安装系统，建立公差分析模块(3),其中包括第一输入文件模板(4)、公差分析模型(5)、第一输出文件模板(6)；
步骤c：在第一输入文件模板(4)中，对无需优化的公差(1)和需要优化的公差(2)进行替代；
步骤d：在第一输出文件模板(6)中，对全部测量目标Li i＝1,2,...,N(12)的极值进行提取；
步骤e：将无需优化的公差(1)和需要优化的公差(2)读入成本调用模块(7)，成本调用模块(7)包括：第二输入文件模板(8)、成本数据库(9)、第二输出文件模板(10)，插值计算并输出总成本cost(11)；
步骤f：采用单目标方法进行优化：在所有测量目标Li i＝1,2,...,N(12)满足设计要求max(Li)≤targeti i＝1,2,...,N的前提下，对需要优化的公差(2)的所有可能组合进行计算，通过比较优选出使总成本cost(11)最小min(cost)的公差最佳组合。
2.根据权利要求1所述的一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法，其特征在于，步骤a中的无需优化的公差(1)包括飞机结构公差、发动机自身公差；而需要优化的公差(2)包括发动机安装拉杆公差。
3.根据权利要求2所述的一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法，其特征在于，步骤b中的公差分析模型(5)内含发动机安装系统所有尺寸链关系网络图，对其输入文件中需要优化的公差(2)进行替代后可获得第一输入文件模板(4)，对其输出文件中所有测量目标(12)进行提取后可获得第一输出文件模板(6)。
4.根据权利要求3所述的一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法，其特征在于，步骤d中的测量目标(12)为发动机安装位置的最终校核参数。
5.根据权利要求4所述的一种发动机安装拉杆公差值大小的确定方法，其特征在于，步骤e中的成本数据库(9)内含加工方式、公差精度与价格之间的对应关系，对其输入文件中需要优化的公差(2)进行替代后可获得第二输入文件模板(8)，对其输出文件中的输出总成本cost(11)进行提取后可获得第二输出文件模板(10)。
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