基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法和装置[发明专利].pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN111077867A

(43)申请公布日

2020.04.28

(21)申请号201911359544.6

(22)申请日2019.12.25

(71)申请人北京航空航天大学

地址100191北京市海淀区学院路37号

(72)发明人肖文磊李瑾岳徐茂程赵罡

(74)专利代理机构北京汇捷知识产权代理事务

所(普通合伙)11531

代理人于鹏

(51)Int.Cl.

G05B19/418(2006.01)

权利要求书1页说明书7页附图3页

(54)发明名称

基于数字孪生的航空发动机装配质量动态

仿真方法和装置

(57)摘要

本公开提供了一种基于数字孪生的航空发

动机装配质量动态仿真方法，构建基于数字孪生

技术的产品装配样机；多元传感设备工艺数据采

集融合方法；复杂产品装配过程中动态仿真与分

析方法；装配样机的装配仿真结果可视化表达方

法。本发明的装配工艺可视化指导方法，基于数

字孪生技术构建装配信息数字化载体，通过多源

传感设备获取装配工艺信息，结合装配工艺机

理，对产品装配过程中的状态进行动态仿真，由

可视化技术将仿真结果高效反馈给装配人员，配

质量进行动态调整，实现在装配生产中的装配工

A艺闭环，达到提高航空发动机装配质量，为产品

7装配过程调控提供了一种新的动态指导手段。本

6

8

7公开还提供了一种基于数字孪生的航空发动机

7

0

1装配质量动态仿真装置。

1

1

N

C

CN111077867A权利要求书1/1页

1.一种基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法，其特征在于，包括以下步

骤：

构建基于数字孪生技术的产品装配样机，并接收装配工艺信息输入所述产品装配样

机；

根据收集的产品装配实时信息，结合轻量化装配工艺机理模型，控制仿真精度在预设

范围内，实现产品装配状态的动态仿真、分析及推演操作。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法，其特征

在于，所述构建基于数字孪生技术的产品装配样机包括：构建装配部件及零件的三维模型、

构建产品装配工艺信息数据库以及构建装配状态与指导的可视化表达方法。

3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法，其特征

在于，所述根据收集的产品装配实时信息，结合轻量化装配工艺机理模型，控制仿真精度在

预设范围内，实现产品装配状态的动态仿真、分析及推演操作包括：装配状态仿真模块调用

工艺信息，进行产品状态仿真、分析及推演操作。

4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法，其特征

在于，还包括：通过多种传感器的使用与多种通讯传输技术的结合对采集的数据完成融合，

其中，所述多种传感器包括激光位移传感器、接触式传感器、工业相机传感设备、扭矩扳手

传感设备；所述多种通讯传输技术包括工业以太网、WIFI、5G、蓝牙以及手动输入通讯。

5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法，其特征

在于，所述工业以太网支持EtherCAT、EtherNet、PROFINET、Powerlink及SERCOS通信协议。

6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法，其特征

在于，所述产品装配状态包括螺栓扭矩、转角、预紧力，零件内部应力、应变、平面度、圆度，

零部件间平行度、垂直度、装配体中零部件的端跳、径跳、同心度、间隙典型工艺参数数据。

7.根据权利要求1所述的基于数字