[发明专利]一种连续变厚度蒙皮类零件中性层展开方法

说明书

本发明公开了一种连续变厚度蒙皮类零件中性层展开方法。该方法是基于厚度占比求取零件单一连续的近似中性层的展开方法。通过对连续变厚度蒙皮类零件外形曲面划分四边形网格后测量每个四边形网格角点的厚度和四边形网格的面积，利用厚度占比，求取连续变厚度蒙皮类零件展开中性层。该方法充分考虑了不同厚度和不同面积对中性层厚度的影响，对不同厚度的延展和压缩进行了最佳的取舍，在有利于展开计算和工艺成形的前提下，实现了与真实中性层的最佳拟合。

技术领域

本发明属于飞机数字化制造领域，涉及一种连续变厚度蒙皮类零件中性层展开方法。

背景技术

现代的机翼壁板等蒙皮类零件考虑受力均采用连续变厚度设计，需要进行平板板坯展开机加后成形。等厚度蒙皮类零件在成形过程中，材料内表面压缩，外表面拉伸，在成形材料的中间有一层不变的中性层。利用成形中性层不变的理论，方便对等厚度蒙皮类零件进行平板板坯展开计算。

连续变厚度蒙皮类零件的平面机加需要外表面为基准平面准确的展开模型，由于每处的厚度均不相同且无法测量，多厚度特征造成连续变厚度蒙皮类零件的实际中性层为随特征变化的非单一曲率连续中性层曲面，展开后的外表面为曲面，不符合零件展开中曲面为单一曲率连续可展曲面外表面为基准平面的要求，因此不能完全按照连续变厚度蒙皮类零件的真实中性层进行展开计算。

常规的做法是按照连续变厚度蒙皮类零件的最大厚度的中性层进行简化计算，然而由于厚度变化较多，连续变厚度蒙皮类零件厚度尺寸变化较大时，最大厚度简化的中性层与实际中性层偏差愈大，按最大厚度简化计算成形后零件尺寸与理论模型差异较大，零件超差严重。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于厚度占比求取零件单一连续的近似中性层的展开方法。通过对连续变厚度蒙皮类零件外形曲面划分四边形网格后测量每个四边形网格的角点对应厚度和每个网格的面积，利用厚度占比，求取连续变厚度蒙皮类零件展开中性层。

本发明的所采用的技术方案具体步骤如下：

1.在连续变厚度蒙皮类零件外形曲面上依据曲面四条边线等距划分四边形网格

2.在模型上测量每个四边形网格的面积s_i和四个角点的对应的厚度d1_i、d2_i、d3_i、d4_i

3.对每个四边形网格的面积s_i进行合并求和s₀

4.展开中性层t′的计算

(4－1)依据计算公式，将连续变厚度蒙皮类零件所测量的每个四边形网格的面积s_i和四个角点的对应的厚度d1_i、d2_i、d3_i、d4_i以及所有四边形网格的总面积之和s₀带入计算公式中，依据厚度占比计算出连续变厚度蒙皮类零件最佳展开中性层厚度t′

计算公式如下：

其中：k钣金中性层系数

d1₁第一个四边形网格的第一个角点对应的厚度

d2₁第一个四边形网格的第二个角点对应的厚度

d3₁第一个四边形网格的第三个角点对应的厚度

d4₁第一个四边形网格的第四个角点对应的厚度

d1₂第二个四边形网格的第一个角点对应的厚度

d2₂第二个四边形网格的第二个角点对应的厚度