飞机是指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器。飞机自 20 世纪初问世,开启了人们征服蓝天的历史,深刻地改变和影响了人们的生活,目前已经成为服务人类不可缺少的运载工具和拱卫国家安全的重要武器装备。
飞机制造集诸多高精尖技术于一体,被誉为“工业之花”。以飞机为主要产品的航空工业,作为国民经济相关产业的支柱产业,带动了其他高新技术特别是高新制造技术的飞速发展。所以, 飞机制造已经成为一个国家制造业的核心和衡量一个国家是否为“制造强国”的重要标志,以及国家竞争力的制高点。
然而随着智能制造技术的飞速发展,各种新技术、新方法、新设备的不断涌现,本书设计的虚拟仿真实验也必将不断迭代、推陈出新,才能保持与时俱进。同样地,相关高校、研究所、企业也希望根据自己的需求开发相应的虚拟仿真实验,用于满足实践教学、项目展示、设备培训等多方面的需求。针对这些需求,本书通过具体的案例,详细介绍了虚拟仿真实验项目的开发方法和过程,以满足各行各业对虚拟仿真实验开发的学习要求。
田威 金霞 王珉 李泷杲 编著
ISBN:978-7-03-073424-2
定价:69元
内容简介:本书基于国家级虚拟仿真实验项目“飞机大部件装配虚拟仿真实验”,系统介绍了飞机蒙皮拉形工艺设计实验、飞机壁板自动钻铆工艺设计实验和飞机翼身对接实验的原理、目的、内容、过程以及考核方法,并通过具体案例,详细介绍了虚拟仿真实验项目的开发方法和过程。本书能够帮助读者系统地掌握主流先进制造技术原理、工艺设计方法、实验分析方法。
田威,南京航空航天大学机电学院教授,博士生导师,教育部长江学者特聘教授、国防重大工程人才。兼任复杂产品智能制造系统技术全国重点实验室副主任、江苏省航空航天学会理事、航天科技“航天智能制造技术创新联盟”委员会委员、中机生产工程学会精密装配技术委员会委员、中国机械制造工艺协会理事,获得中国机械工业科技创新领军人才、江苏省JMRH创新团队(带头人)、南航第八届“良师益友——我最喜爱的导师荣誉称号”、研究生“五好”导学团队。主持虚拟仿真金课、一流课程,中国互联网+创新创业大赛金奖、“挑战杯”全国大学生大赛金奖指导教师。长期致力于航空航天机器人智能装配技术与装备研究,先后承担国家自然科学基金(重点)等省部级以上项目30余项,研发成果广泛应用于中航工业、航天科技等航空航天主机厂所。已发表SCI/EI学术论文90余篇,授权发明专利53件(美国专利2项)、软件著作权27项;担任多个国际国内学术期刊杂志审稿人;研究成果获得2022年江苏省科学技术一等奖、2022年四川省科学技术进步一等奖、2020年国防科学技术进步一等奖、2018年江苏省科学技术一等奖、2019年江苏省专利优秀奖。
金霞,南京航空航天大学机电学院航空宇航制造工程系副教授,研究生导师。主要研究领域为数字化钣金制造技术、智能制造技术与装备。现为江苏省青蓝工程优秀教学团队成员、航空学会会员。发表论文20多篇,授权发明专利10余项,主持和参与国家级、省部级等科研项目10余项,出版工信部十四五规划教材1部,主持江苏省重点教改项目1项,主持和参与2门国家一流课程,获江苏省科学技术进步奖2项,江苏省教学成果奖1项。
王珉,南京航空航天大学机电学院, 博士,讲师,硕士生导师,主要研究方向为航空航天智能装备与工艺、数字孪生等。主持国家重大专项子项目1项;发表论文20余篇,获授权国家发明专利16项,获得江苏省科学技术奖二等奖(排名第5和第8)2次。
李泷杲,南京航空航天大学机电学院, 博士,副教授,硕士生导师,主要研究方向为飞机柔性装配技术、数字化测量技术等。承担国家重点研发计划课题、民机专项、航空基金、大客关键技术攻关、中国商飞创新基金、企业项目等十余项,获得教育部科技进步二等奖1项,江苏省科学技术奖二等奖1项,出版教材1部,发表论文20余篇,授权发明专利10多项。
最明显的一点就是,飞机装配是其中的关键环节,具有工作量大、工艺装备多且复杂、质量要求高、周期长等特点,其工作量占到飞机制造周期的50%~75%。我国大飞机和新一代军机的研制和批产,对具备扎实的飞机装配知识和丰富的工程实践经验的专业人才的需求非常迫切。
本书在广泛查阅资料的基础上,融合了作者的科研成果,并借鉴了航空工业一线技术人员的工程经验。作为一本教材,本书尝试依据学习活动的基本规律,关注读者的思维发展,以真实场景的虚拟仿真实验为切入点,引起读者对专业知识的渴望,从而进一步激发起对专业实验项目开发的兴趣。
虚拟仿真技术的发展,与高校实验教学过程有着极高的契合度,学生借助仪器设备等物质条件,可沉浸并参与计算机系统所创建虚拟世界的活动,通过增强现实技术,模拟出知识生产、发展、变化的现实世界,使学生在虚拟世界中获取现实世界中具有的感知能力(如视觉、听觉、力觉、触觉、运动觉、味觉等感知),实现实践到感性认识的飞跃。虚拟仿真技术在构建设计和创新实验环境方面具有独特优势,突破实验条件的限制,降低了实验成本和安全风险,解决传统重复认知型实验缺乏探索性和创新性的问题。通过线上虚拟仿真实验的探索性,盘活实操实验的验证性优势,激发学生的兴趣,有利于培养学生的创新精神和能力,有利于培养学生团队的协作、善于沟通的潜在能力。
飞行器制造工程专业隶属于航空宇航科学与技术(航空宇航制造工程)学科,主要围绕飞机装配技术、钣金成形技术、数字化设计和制造、复合材料结构制造技术等主干课程开展教学。其中,飞机装配技术由于设备繁多、自动化装配装备复杂、成本高昂、专业性强,学生仅通过老师课堂授课和相关文献的查阅,不够直观,难以深层次掌握飞机装配技术。而传统实践教学投入大、耗费人力和物力多,也难以满足工程教育要求。基于虚拟仿真技术,建立沉浸式飞机装配场景,开发飞机装配虚拟仿真实验,代替实物实践教学,可不断随工程需求而更新,降低教学成本的同时,提高学生动手和创新能力,满足新时代航空制造的实践教学需求。点击链接(https://www.ilab-x.com/details/page?id=3261&isView=true)可进入网页模拟装配(可以实现资源全国共享)实验。
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