非常荣幸能有机会参加青年教师博士论坛，我今天给大家汇报的题目就是《飞机蒙皮成型回弹机理与控制及在工业优化中的应用研究》。首先我在报告中给大家先介绍一下飞机制造技术，然后再介绍一下我博士期间的部分研究内容，最后和大家分享一下我曾经有一段的留学经历。 我觉得大飞机大家应该都听说过吧，具体大飞机是指什么？就是指大型运输机和大型的客机，然后我们国家以前在很早以前我们曾经有过自行设计的飞机，但是从来没有过自行设计大飞机，我们以前都是给给别的空客，还有是波音，我们都是给他们做过代工，从来没有自己知识产权的飞机。但是在2007年2月的时候，国务院就开始立项，我们开始大飞机的项目。所以在2008年5月，中国商飞公司就在上海成立了也就是我们国家第一个首个制造大 飞机的公司成立了。在2001年11月的时候，在珠海的航展上我们国家首架自行设计的C919大飞机，它的样机和大家见面，这个图片就是来自于新华网的C919的一个实物比例的样机，这是在珠海航展上的。在我们的首架有自主知识产权的大飞机，在第一次航展当中就获得了中外的一百多家订单，因为像这种飞机，或者是大型机床这样的一些设备，因为它的体积可能比较大，然后造价也比较高，它都是新获得订单，然后再生产。所以我们国家的大飞机可能应该在2013年到2014年当中，就应该下线，到2016年应该就可以见到我们自己国家生产的大飞机在交付使用了。 为什么说那个大飞机这么困难呢？制造自己大飞机是这么困难的事情，我在这边给大家准备了一个A380它的一个制造装备的视频，因为我们的飞机制造它的设计、制造，与装配精度要求都是非常高的，所以说制造大飞机应该是一个协同工作的事情，并不是某一个单位很简单就能完成的任务，因为它一个是体积比较大，再一个需要的协助的部门可能比较多。 这个是一个A380它的一个协作制造的过程，A380它的最后的组装是在图鲁兹，然后这个是一个欧洲的整个生产线，因为是机身、机翼，各个部分都是从欧洲的不同地方来制造的，所以最后是制造的各个部分它们分别通过海、陆、空运输，最后运输到图鲁兹和汉堡，然后来进行最后的组装装配。因为就是有一个就好象是机身前段的它那个比较大，然后一直是在晚上，可能白天的时候运输状况不是特别好，所以一直在晚上运输，经过了三天的时间最后到达图鲁兹。这个是所有的器件，就已经都到达了工厂装配的工厂了，在车间呢。所以这样就是一架飞机的装配涉及到很多的单位，涉及到整个的运输过程。所以说如果有某一个部件它的制造精度不能够满足要求，整个的装配就是不可以完成的。然后最后这是完成了图装，这样的一架，这是交付给汉莎航空的飞机就已经要下线了。好，这个视频我们就看到这里。

　我的博士课题的研究的主要内容就是飞机的外蒙皮，大家可以看一下像这种战斗机的外壳，以及民用机的外壳，还有其实这种高速列车它的外壳都可以被称为蒙皮，我研究的主要内容就是蒙皮它的加工的一个精度问题，刚才也给大家说过，因为涉及到装配，是各个部件制造好的一个装配，必须在制造的时候要保证它的一个制造精度，否则最后是不可能组装成一个满足精度要求的一个产品，不管是飞机还是列车。 这个蒙皮它的特点，一般就是品种多样，然后因为它的生产批量也不是很大。此外它的壁比较薄，然后它的尺寸形状也比较复杂。刚才也说过，这个蒙皮我们一般虽然现在用的比较常见的是铝合金材料，但是其实现在尤其是在越来越广泛的复合材料的发展大前提下，我们复合材料在飞机蒙皮上的使用也是越来越多。在空客A380这样一个大飞机上，复合材料已经占到了22%的比重，这种复合材料主要是以纤维和树脂为机体和铝合金板的一个层装复合材料。然后另外一个非常著名得大飞机的机型就是波音787当中，复合材料更是高达了50%的比例，也就是我们这个复合材料在现在的飞机制造当中，尤其是在外蒙皮的制造当中是扮演越来越重要的角色。 刚才也提到过蒙皮的制造，蒙皮的一个特点，这个蒙皮的特点因为它的量小，然后制造精度复杂，所以就需要使用大量的模具。所以也就是对我们模具的储备，以及是模具的生产制造都提出了一个很大的考验。此外然后这个形状复杂，也就对我们的加工精度以及检验都提出了很高的要求。 我们现在蒙皮的主要生产工艺是通过拉型来生产的，拉型就是把飞机的蒙皮，这个是一个铝合金的蒙皮，放在模具上面，然后在两端的夹钳的夹持作用下，通过下面的模具的上顶来实现整个蒙皮的拉型。蒙皮分为两种工艺，这里就给大家显示了两种蒙皮拉型的工艺，一种加快拉包成型，一种叫做包厚成型，这种拉包成型首先把零件放在夹钳当中夹好，然后摆到一定的形状。最后一步使这个模具上顶，然后完成整个的包袱成型过程。拉包成型首先也是把零件先夹持夹钳当中实现预拉，然后在使模具的上顶来实现材料的成型，最后再有一个补拉过程，这两种工艺在现在飞机制造当中都有应用，而且是根据不同的机型，可能这个像拉包成型，因为它有预拉补拉，可能成型的贴膜度更高一点，使用的范围也更多一点。 我们现在一般成型，就是说把这个蒙皮在模具上面成型，刚才给大家提到过因为蒙皮它的小批量的特点，我们需要准备大量大量的模具，来完成不同的蒙皮生产。所以这个也就造成了大量材料的浪费以及工艺的浪费，所以我们现在就有了一种比较先进的制造工艺，一种柔性的成型设备，这种柔性成型设备把刚才那种整体的模具，用这样的一个一个的单个的模具，它是一个一个单头的模具来代替，这些单头的模具是可以通过上下来调节它的形状，通过调节不同的钉头位置就可以实现不同的模具形状。大家看一下这里有两个不同的调节完的，我们把这种柔性的模具叫做多点模，因为它有很多的钉头叫做多定模，这个是一个调节的球状，然后这个是吉林大学的一个蒙皮拉型的一个实验设备。大家应该都见过鸟巢吧，鸟巢它那个外面有很多，它的外面是有很多各种各样形状造型的钢管大型钢管，它那个成型就是通过我们这种多点成型来实现的。 所以也因为这种多点柔性的模具的提出，也使我们整个在加工工艺都在柔性上有了一个更高的提高。这是我们这个图上显示是我们以前的一种蒙皮的检测工装，因为我们的蒙皮加工出来以后，是需要检测它的精度，这是以前的，这个叫做套模，然后我们为了检测某一个蒙皮，我们就需要制造一个型号的套模，所以说这个同样也是造成浪费。从受多点模技术的启发，并且是还有现在的三维激光测量这样一种技术的发展，我们就可以发展出来一种柔性的测量工装，这种柔性测量工装就是在计算机的控制下，通过三维的探头，并且是有一种柔性的夹持工装，在柔性夹持工装的夹持下，来实现整个的柔性的在线测量。 此外这个是一个柔性切边工装，它的主要的原理还是和刚才那个柔性的模具是一样的，但是它有一个比较特殊的地方就是它的钉头刚才只是一个成型作用，这个钉头还要起到一个吸附的作用，它是一个真空吸盘。所以说现在的飞机制造装配技术，就是在这种计算机的控制下的一个柔性的整个的一个加工技术，这是一个现代化的飞机制造发展方向。

　接下来我给大家稍微介绍一下我博士课题的一些内容，我博士课题就是针对飞机蒙皮它的制造当中产生的制造缺陷，我主要是针对制造缺陷当中的回弹，因为回弹它的影响飞机蒙皮制造精度，所以说我主要是对这种现象进行了研究。此外还对蒙皮回弹的一种补偿方式就是模型补偿这种方法进行了研究。因为我这个研究蒙皮回弹使用的是有限元的方法，所以后来又研究了一下怎样来提高我们的有限元模具的精度呢，这个我们是用了给有限元软件编写用户准程序这样一个方法，来改善用户模型。回弹刚才说过，其实蒙皮成型当中存在很多种缺陷，回弹只是其中一个，还有鼓包，或者是起皱这些缺陷，因为它们都是通过或者是多到次拉型这样一些工艺，可以比较好的控制。但是像回弹它却没有一个特别行之有效的控制办法。回弹它主要就是像这样在成型一个微型件的时候，成型以后的零件，本来我们想成型是这样一个实线所示这样一个部分，但是因为回弹这种现象的存在，可能我们得到的是虚线所示的部分，所以说我们需要避免或者是减轻这种现象的产生。