Многокритериальная оптимизация расстановки крепежных элементов при сборке самолетов локальным полным перебором


DOI: 10.34759/trd-2020-111-20

Авторы

Погарская Т. А.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого, СПбПУ, ул. Политехническая, 29, Санкт-Петербург, 195251, Россия

e-mail: Pogarskaya.t@gmail.com

Аннотация

Об щая трудоемкость процесса сборки планера самолета, а также присутствие внушительной доли ручного труда делает весь процесс изготовления изделия многоступенчатым и времязатратным. Для ускорения производства требуется оптимизация его отдельных этапов. В данной работе приводится несколько различных постановок задач оптимизации схемы установки временных крепежных элементов, каждая из которых далее тестируется при оптимизации расположения крепежей на соединении двух частей фюзеляжа. Задачи решаются безградиентным методом, основанным на локальном полном переборе.

Ключевые слова:

сборка самолета, оптимизация сборки, метод локальных вариаций, полный перебор, безградиентная оптимизация, контактная задача, крепежные элементы

Библиографический список

  1. Bakker O.J., Popov A.A. and Ratchev S.M. Variation analysis of automated wing box assembly // The 50th CIRP Conference on Manufacturing Systems, Procedia CIRP 63, 2017. URL: http://eprints.nottingham.ac.uk/41389/1/PROCIR-D-16-01298R1.pdf

  2. Liu S.C., Hu S.J. Variation simulation for deformable sheet metal assemblies using finite element methods // Journal of Manufacturing Science and Engineering, 1997, no. 119 (3), pp. 368 – 374.

  3. Muelaner J.E. and Maropoulos P. Large Scale Metrology In Aerospace Assembly // Proceedings of 5th International Conference on Digital Enterprise Technology, Nantes, France, 22-24 October 2008, available at: https://purehost.bath.ac.uk/ws/portalfiles/portal/375063/Muelaner_DET_2008_52.pdf

  4. Yang D., Qu W., Ke Y. `Evaluation of residual clearance after prejoining and pre-joining scheme optimization in aircraft panel assembly' // Assembly Automation, 2016, no. 36(4), pp. 376 - 387.

  5. Chickermane H., Gea H.C., Yang R.-J., Chuang C.-H. Optimal fastener pattern design considering bearing loads // Structural Optimization, 1999, no. 17(2), pp. 140 - 146.

  6. Oinonen A., Tanskanen P., Bjork T., Marquis G. Pattern optimization of eccentrically loaded multi-fastener joints // Structural and Multidisciplinary Optimization, 2009, no. 40(1), pp. 597 – 609. DOI: 10.1007/s00158-009-0392-2

  7. Eck C., Janusek J., Krbec M. Unilateral contact problems. Variational methods and existing theorems, Taylor and Francis, 2005, 398 p. DOI: https://doi.org/10.1201/9781420027365

  8. Hlavacek I., Haslinger J., Necas J., Lovisek J. Solution of variational inequalities in mechanics, Springer-Verlag, 1998. DOI:10.1007/978-1-4612-1048-1

  9. Lupuleac S.V., Petukhova M.V., Shinder Y.K., Bretagnol B. Methodology for solving contact problem during riveting process // SAE International Journal of Aerospace, 2011, no. 4 (2), pp. 952 - 957. DOI:10.4271/2011-01-2582

  10. Petukhova M.V., Lupuleac S.V., Shinder Y.K., Smirnov A.B., Yakunin S.A., Bretagnol B. Numerical approach for airframe assembly simulation // Journal of Mathematics in Industry, 2014, no. 4 (8), pp. 12. DOI: 10.1186/2190-5983-4-8

  11. Stefanova M., Yakunin S., Petukhova M., Lupuleac S., Kokkolaras M. An interior-point method based solver for simulation of aircraft parts riveting // Engineering Optimization, 2017, no. 50(5), pp. 781 - 796. DOI: 10.1080/0305215X.2017.1355367

  12. Marx D. A parameterized view on matroid optimization problems // Theoretical Computer Science, 2009, no. 410(44), pp. 4471 - 4479. DOI: 10.1016/j.tcs.2009.07.027

  13. Ашурков И.С., Лешко Н.А., Какаев В.В. Использование метода прямого перебора для оптимизации пространственной структуры многопозиционной радиолокационной системы // Труды МАИ. 2016. № 87. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=69752

  14. Рязанцева О.В. Жадный адаптивный метод случайного поиска глобального экстремума функций // Труды МАИ. 2011. № 45. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=25556

  15. Pogarskaia T., Churilova M., Petukhova M., Petukhov E. Simulation and optimization of aircraft assembly process using supercomputer technologies // Communications in computer and information science, 2019, vol. 965, pp. 367 - 378.

  16. Zaitseva N., Pogarskaia T., Minevich O., Shinder J., Bonhomme E. Simulation of Aircraft Assembly Via ASRP Software // SAE Technical Papers, 2019, September, DOI:10.4271/2019-01-1887

  17. Lupuleac S., Petukhova M., Shinder Y., Bretagnol B. Methodology for solving contact problem during riveting process // SAE Technical Paper, 2011, pp. 952 – 957. DOI:10.4271/2011-01-2582

  18. Lupuleac S., Zaitseva N., Stefanova M., Berezin S., Shinder J., Petukhova M., Bonhomme E. Simulation of the wing-to-fuselage assembly process // Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME; 2019, no. 141(6), DOI: 10.1115/IMECE2018-87058

  19. Lupuleac S., Zaitseva N., Stefanova M., Berezin S., Shinder J., Petukhova M., Bonhomme E. Simulation and optimization of airframe assembly process // ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Proceedings (IMECE), 2018, vol.2. DOI: 10.1115/IMECE2018-87058

  20. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация. Теория, вычисления и приложения. - М.: Радио и связь, 1992. - 504 с.

  21. Гермейер Ю.Б. Введение в теорию исследования операций. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1971. - 384 с.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2020

Вход