学科专业评审组:机械组
项目名称:复合材料/金属主承力结构应力动态调控高性能装配技术及装备
提名等级:一等奖
提名专家意见:
  1. 姓名:詹梅
    工作单位:西北工业大学
    技术职称:教授
    学科专业:机械工程
    提名专家意见: 项目针对我国航空重大装备复合材料/金属主承力结构高性能装配的重大需求,以装配应力及其动态变化为核心,揭示了装配应力对复合材料/金属叠层结构性能的作用机理,发明了连接界面应力轴径双向控制装配方法,以及结构应力分级协同精准调控装配方法,自主研制了2大系列15类21台套高性能装配工艺装备,在8种航空重大型号、轨道交通等领域持续工程应用,形成了复合材料/金属主承力结构高性能装配技术体系,实现了其装配从几何协调向应力调控、从精度保证向性能提升的跨越,提升了复合材料/金属主承力结构装配性能,为新型结构高性能制造做出了重要贡献。
  2. 姓名:雷亚国
    工作单位:西安交通大学
    技术职称:教授
    学科专业:机械工程
    提名专家意见: 复合材料/金属主承力结构在航空航天等国家战略产业高端装备中逐渐广泛应用,是满足高承载、长寿命、高可靠等跨代发展特征的新型结构。然而,该结构因复合材料与金属物理属性差异大,装配载荷在异质叠层界面处极易发生非线性作用,引起界面应力和结构应力分布不均,导致接头断裂、油箱泄漏、外形超差等服役问题。对此,项目通过揭示装配应力对复合材料/金属叠层结构性能的作用机理,发明了连接界面应力轴径双向控制装配、结构应力分级协同精准调控装配方法,研发2大系列15类复合材料/金属叠层主承力结构高性能装配装备,建立了以应力精准调控为核心的高性能装配技术体系,在8种航空重大型号、新型高速列车等高端装备装配中工程应用,实现了装配技术从几何协调向应力调控、从精度保证向性能提升的重大跨越。
客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权目录:

主要完成人:
  1. 姓名:张开富
    排名:1
    行政职务:副校长
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:项目负责人,对发明点1-4均做出创造性贡献。主要负责完成:1.建立了结构疲劳寿命、表面精度与结构应力的对数/幂函数模型;2.建立了时域变参数制孔和两级预压连接工艺;3.建立了多点离散定位和装配顺序分区均载优化技术;4.主持开发多点协同分布式定位装置和装配工艺数控编程系统,牵头研发6类制孔/连接高性能装配系统。[附件1.1、1.2、10.2、10.3] 本人在本研究项目中的工作量占本人工作量的60%。
  2. 姓名:刘书暖
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,对发明点1-3均做出创造性贡献。主要负责完成:1.揭示了连接载荷对界面应力的演变规律,探明了定位与装夹下结构应力的分布规律;2.提出了间歇变载钻削轴-径向应力均衡,以及轴切向趋同的应力方差均衡方法;3. 建立了轴向力多点反馈、径向力分时反馈的时域变参数制孔工艺。[附件1.3] 本人在本研究项目中的工作量占本人工作量的85%。
  3. 姓名:骆彬
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,对发明点1、2做出创造性贡献。主要负责完成:1.建立了装配顺序作用下结构应力的宏观-介观分析模型,构建了接头性能与界面应力的指数模型;2.发明了轴向接触面微摩擦、径向稳压膨胀的两级预压连接工艺;3. 研制了力位实时测控的装配装置。[附件10.1、10.2] 本人在本研究项目中的工作量占本人工作量的85%。
  4. 姓名:谢颖
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:成都飞机工业(集团)有限责任公司
    完成项目时所在单位:成都飞机工业(集团)有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,对发明点3、4做出创造性贡献。主要负责完成:1.开展结构装配顺序分区均载优化等技术研究,并进行工程应用;2.组织研发了异质叠层结构高性能制孔/连接装备和装配定位装备,并在机身等装配中得到工程应用,组织编制并实施了型号工艺规范。[附件10.4、10.5] 本人在本研究项目中的工作量占本人工作量的70%。
  5. 姓名:潘新
    排名:5
    行政职务:副总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:沈阳飞机工业(集团)有限公司
    完成项目时所在单位:沈阳飞机工业(集团)有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,对发明点3、4做出创造性贡献。主要负责完成:1.对结构整体多点离散定位工艺、结构局部装配顺序分区均载优化技术等进行工程应用;2.组织研发了接头高性能制孔/连接装备、结构高性能装配定位装备,并在机身等装配中得到工程应用,组织实施行业标准和型号工艺规范。[附件10.7] 本人在本研究项目中的工作量占本人工作量的70%。
  6. 姓名:杜坤鹏
    排名:6
    行政职务:副总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    完成项目时所在单位:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,对发明点2、4做出创造性贡献。主要负责完成:1.对轴向接触面微摩擦、径向稳态膨胀的两级预压连接工艺进行工程应用;2.组织研发了制孔/连接装备,并在活动翼面等装配中得到工程应用,组织编制并实施了型号工艺规范和企业标准。[附件10.6] 本人在本研究项目中的工作量占本人工作量的70%。
主要完成单位情况:
  1. 单位名称:西北工业大学
    单位贡献:西北工业大学属于项目技术牵头单位。针对高端装备中复合材料/金属主承力结构高性能装配的迫切需求,揭示了装配应力对复合材料/金属叠层结构性能的作用机理,发明了连接界面应力轴径双向控制和结构应力分级协同精准调控装配方法,联合成飞公司、西飞公司、沈飞公司研发主承力结构高性能装配系列装备,突破了尺寸精度协调装配方法不能表征和控制装配应力及其变化的局限,建立了以应力精准调控为核心的高性能装配“理论-技术-装备-标准-应用”体系,在歼击机、大型飞机等8种航空重大型号,以及时速600公里磁悬浮、CR450高速列车工程应用,实现了装配技术从几何协调向应力调控、从精度保证向性能提升的重大跨越。

  2. 单位名称:成都飞机工业(集团)有限责任公司
    单位贡献:成都飞机工业(集团)有限责任公司属于项目主要参研单位。以我国战斗机复合材料/金属主承力结构高可靠装配需求为牵引,联合西北工业大学开展研究,形成了界面应力轴径双向控制装配方法、结构应力分级协同精准调控装配方法等技术,研制了制孔/连接装配装备、装配力位协同调控定位装备,在机身、机翼、小翼等结构中开展应用验证,实现了结构装配应力均衡,提升了机翼、机身等关键结构部件有效承载能力、结构表面电磁连续性,推动了装配由尺寸精度协调向应力动态调控的转变。

  3. 单位名称:中航西安飞机工业集团股份有限公司
    单位贡献:中航西安飞机工业集团股份有限公司属于项目主要参研单位。以我国大型飞机复合材料/金属主承力结构高性能的迫切需求为牵引,联合西北工业大学开展研究,形成了界面应力轴径双向控制装配方法、应力分级协同精准调控装配方法等技术,开发了高性能装配工艺参数库、离线编程等软件新系统,研发了装配定位工艺装备、制孔/连接装备,在大型运输、大型客机活动翼面等结构制造中开展应用验证,实现了复材/钛合金、复材/铝合金等叠层结构的高性能装配,推动了结构装配由几何控变形向分级调性能的转变。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处