У вас, наверняка, возникали проблемы, когда вы что-нибудь склеивали: детали не схватились, или клея получилось больше, чем нужно, и в итоге всё выглядит неаккуратно. А представьте, если вам нужно склеить не разбитую вазу, а крыло самолета с фюзеляжем — задача усложняется, уровень ответственности увеличивается. Чтобы таких казусов, какие случаются в быту, не происходило с ракетами, самолетами, учёные Политеха Петра смоделировали процесс мокрой сборки, который используется в авиационной и аэрокосмической промышленности.
Мокрая сборка — самый распространенный метод соединения деталей в авиастроении. На контактную поверхность одной из деталей наносится слой жидкого герметика, после чего конструкция скрепляется болтами. До сих пор не было создано математической модели или программного инструмента, позволяющего моделировать процесс мокрой сборки.
Для решения этой задачи инженерам нужно было учесть множество факторов. Каждое авиационное соединение отличается жесткостью собираемых деталей, размером зоны стыка, а также типом и масштабом возможных отклонений частей конструкции от номинальных значений (вызывающих появление начальных зазоров между деталями). При проектировании сборочной операции для каждого соединения необходимо определить порядок и сроки установки крепежных элементов и (возможно) затяжки, правильно установить начальную толщину слоя герметика.
Важнейшая характеристика процесса мокрой сборки — его продолжительность. Вязкий герметик медленно течет в узком зазоре между соединяемыми деталями. Если неправильно задать параметры крепежных элементов и начального слоя герметика, то процесс может занять десятки часов. Ограниченное количество сборочных линий и большой список заказов на новые модели самолетов делают задачу повышения темпов сборки особенно актуальной.
Дальнейшее развитие инструмента предполагает учет тепловых процессов и зависимости скорости затвердевания от температуры, моделирование адгезии (сцепления, связи поверхностей разнородных твёрдых или жидких тел при их молекулярном контакте) и расширение сферы применения на другие промышленные процессы.
Разработанную математическую модель протестировали при моделировании сборки верхнего стыка крыла с фюзеляжем.
📌 Результаты опубликованы в журнале The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.
Подписывайтесь на канал «Теория большого Политеха», чтобы увидеть новые технологические перспективы!
Что ещё почитать?