Реалізація реверс-інжинірингу при технологічній підготовці виробництва закінцівки крила легкого літака на базі створення цифрового макету

Автор(и)

  • Катерина Володимирівна Майорова Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0003-3949-0791
  • Вячеслав Володимирович Нікічанов Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» , Україна https://orcid.org/0000-0002-5913-1043
  • Ігор Миколайович Лисоченко Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» , Україна https://orcid.org/0000-0002-4407-0305
  • Світлана Юріївна Миронова Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» , Україна https://orcid.org/0000-0002-5981-1620

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.311478

Ключові слова:

технологічне підготовлення виробництва, реверс-інжиніринг, цифровий макет, 3D-сканування, геометрична точність, аеродинамічний профіль

Анотація

Об’єктом дослідження є технологічне підготовлення виробництва крила легкого літака з використанням технології реверс-інжинірингу. Предметом дослідження є показник якості – геометрична точність виготовлення опукло-вгнутих деталей авіаційної техніки. Розрахунки з геометричної точності виконано за програмно-інструментальним методом ув’язування. За дослідну деталь прийнято закінцівку крила легкого літака, що зношена. Отримано такі результати. Запропоновано підхід з уточнення аеродинамічного профілю та перерізів закінцівки крила при побудові її цифрового макету. Реалізовано 3D-сканування закінцівки крила з утворенням цифрового портрету файлу формату STL, а також його уточнення та доопрацювання в файл формату STEP органічним та механічним методами. Створено цифровий макет закінцівки з урахуванням геометрії аеродинамічного профілю в перерізах та цифровий макет форми для її виготовлення за полігональною моделлю, що створена органічним методом і мала найбільшу точність розмірів. Визначено, що величина граничного відхилення дійсного положення контуру крила від теоретичного становила: верхнє відхилення 0.84 мм, нижнє відхилення –0.65 мм. Величина граничного відхилення дійсного положення контуру закінцівки від теоретичного становила ±0.3 мм. Очікувані (розрахункові) похибки не перевищували заданого значення допуску на зовнішній контур крила ±1.0 мм, тобто прийнятий метод складання крила за умов ув'язування програмно-інструментальним методом забезпечував задану геометричну точність. Результати експериментальних досліджень підтвердили адекватність запропонованого підходу визначення аеродинамічного профілю поперечних перерізів цифрового макету опукло-вгнутих деталей авіаційної техніки при їх технологічному підготовленні виробництва шляхом використання реверс-інжинірингу

Біографії авторів

Катерина Володимирівна Майорова, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»

Кандидат технічних наук, завідувач кафедри

Кафедра технології виробництва літальних апаратів

Вячеслав Володимирович Нікічанов, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології виробництва літальних апаратів

Ігор Миколайович Лисоченко, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»

Аспірант

Кафедра технології виробництва літальних апаратів

Світлана Юріївна Миронова, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»

Старший викладач

Кафедра технології виробництва літальних апаратів

Посилання

  1. Alcácer, V., Cruz-Machado, V. (2019). Scanning the Industry 4.0: A Literature Review on Technologies for Manufacturing Systems. Engineering Science and Technology, an International Journal, 22 (3), 899–919. https://doi.org/10.1016/j.jestch.2019.01.006
  2. Stojkic, Z., Culjak, E., Saravanja, L. (2020). 3D Measurement - Comparison of CMM and 3D Scanner. Proceedings of the 31st International DAAAM Symposium 2020, 0780–0787. https://doi.org/10.2507/31st.daaam.proceedings.108
  3. Javaid, M., Haleem, A., Pratap Singh, R., Suman, R. (2021). Industrial perspectives of 3D scanning: Features, roles and it’s analytical applications. Sensors International, 2, 100114. https://doi.org/10.1016/j.sintl.2021.100114
  4. Buonamici, F., Carfagni, M., Furferi, R., Governi, L., Lapini, A., Volpe, Y. (2017). Reverse engineering modeling methods and tools: a survey. Computer-Aided Design and Applications, 15 (3), 443–464. https://doi.org/10.1080/16864360.2017.1397894
  5. Saiga, K., Ullah, A. S., Kubo, A., Tashi. (2021). A Sustainable Reverse Engineering Process. Procedia CIRP, 98, 517–522. https://doi.org/10.1016/j.procir.2021.01.144
  6. Onopchenko, A., Horbachov, O., Sorokin, V., Dudukalov, Y., Kurin, M. (2022). Optimal Conditions for Deformation of Stamping-Drawing Process from Aviation Materials. Advanced Manufacturing Processes IV, 109–118. https://doi.org/10.1007/978-3-031-16651-8_11
  7. Onopchenko, A. V., Kurin, M. O., Shyrokyi, Yu. V. (2024). Ensuring Quality of Stamping Sheet Aviation Parts. Progress in Physics of Metals, 25 (2), 320–363. https://doi.org/10.15407/ufm.25.02.320
  8. Subeshan, B., Abdulaziz, A., Khan, Z., Uddin, Md. N., Rahman, M. M., Asmatulu, E. (2022). Reverse Engineering of Aerospace Components Utilizing Additive Manufacturing Technology. TMS 2022 151st Annual Meeting & Exhibition Supplemental Proceedings, 238–246. https://doi.org/10.1007/978-3-030-92381-5_21
  9. Helle, R. H., Lemu, H. G. (2021). A case study on use of 3D scanning for reverse engineering and quality control. Materials Today: Proceedings, 45, 5255–5262. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.828
  10. Andrei, I.-C., Stroe, G.-L., Berbente, S., Stoica, G. F., Crisan, N., Prisecaru, D. et al. (2023). Applications of design and reverse engineering for the development of digital and smart tools for composite additive manufacturing. INCAS BULLETIN, 15 (4), 19–34. https://doi.org/10.13111/2066-8201.2023.15.4.2
  11. Faizin, M., Paryanto, P., Cahyo, N., Rusnaldy, R. (2024). Investigating the accuracy of boat propeller blade components with reverse engineering approach using photogrammetry method. Results in Engineering, 22, 102293. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102293
  12. Zhang, Z., Zhao, M., Shen, Z., Wang, Y., Jia, X., Yan, D.-M. (2024). Interactive reverse engineering of CAD models. Computer Aided Geometric Design, 111, 102339. https://doi.org/10.1016/j.cagd.2024.102339
  13. Maiorova, K., Kapinus, O., Skyba, O. (2024). Study of the features of permanent and usual reverse-engineering methods of details of complex shapes. Technology Audit and Production Reserves, 1 (1 (75)), 19–25. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.297768
  14. Kyaw, A. C., Nagengast, N., Usma-Mansfield, C., Fuss, F. K. (2023). A Combined Reverse Engineering and Multi-Criteria Decision-Making Approach for Remanufacturing a Classic Car Part. Procedia CIRP, 119, 222–228. https://doi.org/10.1016/j.procir.2023.02.133
  15. Zhang, C., Pinquié, R., Polette, A., Carasi, G., De Charnace, H., Pernot, J.-P. (2023). Automatic 3D CAD models reconstruction from 2D orthographic drawings. Computers & Graphics, 114, 179–189. https://doi.org/10.1016/j.cag.2023.05.021
  16. Maiorova, K., Kapinus, O., Nikichanov, V., Skyba, O., Suslov, A. (2024). Devising a methodology for prototyping convex-concave parts using reverse-engineering technology providing the predefined geometric accuracy of their manufacturing. Engineering Technological Systems, 4 (1 (130)), 112–120. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.308047
  17. Pliuhin, V., Zaklinskyy, S., Plankovskyy, S., Tsegelnyk, Y., Aksonov, O., Kombarov, V. (2023). A Digital Twin Design of Induction Motor with Squirrel-Cage Rotor for Insulation Condition Prediction. International Journal of Mechatronics and Applied Mechanics, 14, 185–191. https://doi.org/10.17683/ijomam/issue14.22
  18. Phua, A., Davies, C. H. J., Delaney, G. W. (2022). A digital twin hierarchy for metal additive manufacturing. Computers in Industry, 140, 103667. https://doi.org/10.1016/j.compind.2022.103667
  19. Technical specifications. Artec 3D. Available at: https://www.artec3d.com/portable-3d-scanners/artec-spider#specifications
  20. Agoston, M. K. (2005). Computer Graphics and Geometric Modelling. Springer-Verlag London, 908. https://doi.org/10.1007/b138805
  21. Langetepe, E., Zachmann, G. (2006). Geometric Data Structures for Computer Graphics. A K Peters/CRC Press. https://doi.org/10.1201/9780367803735
  22. Agarwal, P. K., Arge, L., Danner, A. (2006). From Point Cloud to Grid DEM: A Scalable Approach. Progress in Spatial Data Handling, 771–788. https://doi.org/10.1007/3-540-35589-8_48
  23. Aboshweita, I. M., Masood, M. A., Idris, A. A. M., Abotbina, W. (2024). Evaluation of the Freeform Feature of Solid works Parametric. International Journal of Latest Engineering and Management Research (IJLEMR), 9 (5), 35–44. https://doi.org/10.56581/ijlemr.9.05.35-44
  24. Pajerová, N., Koptiš, M. (2024). Shape functions to scanner comparison. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 132 (7-8), 3889–3902. https://doi.org/10.1007/s00170-024-13520-z
  25. Sullivan, J. M. (2008). Curvatures of Smooth and Discrete Surfaces. Discrete Differential Geometry, 175–188. https://doi.org/10.1007/978-3-7643-8621-4_9
  26. Burns, M. (1993). Automated Fabrication: Improving Productivity in Manufacturing. PTR Prentice Hall, 369.
  27. Szilvśi-Nagy, M., Mátyási, Gy. (2003). Analysis of STL files. Mathematical and Computer Modelling, 38 (7-9), 945–960. https://doi.org/10.1016/s0895-7177(03)90079-3
  28. Airfoil Tools. Available at: http://airfoiltools.com/
  29. Krivov, G. A., Matvienko, V. A., Vorobev, Yu. A. (2007). Tehnologiya sborki uzlov i agregatov planera samoleta s ispolzovaniem otverstiy v kachestve sborochnyh baz: SOU MPP 49.035-90:2007. Kyiv, 156.
  30. Sikulskiy, V., Boborykin, Yu., Vasilchenko, S., Pyankov, A., Demenko, V. (2006). Technology of airplane and helicopter manufacturing. Fundamentals of aircraft manufacturing. Kharkiv: National Aerospace University «Kharkiv Aviation Institute», 206.
  31. Pekarsh, A. I., Tarasov, Yu. M., Krivov, G. A. et al. (2006). Sovremennye tehnologii agregatno-sborochnogo proizvodstva samoletov. Moscow: Agraf-press, 304.
  32. Kryvtsov, V. S., Vorobiov, Yu. A., Bukin, Yu. M. et al. (2009). Tekhnolohiya vyrobnytstva litalnykh aparativ (skladalno-montazhni roboty). Kharkiv: Nats. aerokosm. un-t «Khark. aviats. in-t», 80.
  33. Sikulskiy, V., Maiorova, K., Vorobiov, I., Boiko, M., Komisarov, O. (2022). Implementation of reengineering technology to reduce the terms of the technical preparation of manufacturing of aviation technology assemblies. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (117)), 25–32. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.258550
Реалізація реверс-інжинірингу при технологічній підготовці виробництва закінцівки крила легкого літака на базі створення цифрового макету

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-10-25

Як цитувати

Майорова, К. В., Нікічанов, В. В., Лисоченко, І. М., & Миронова, С. Ю. (2024). Реалізація реверс-інжинірингу при технологічній підготовці виробництва закінцівки крила легкого літака на базі створення цифрового макету. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(1 (131), 43–53. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.311478

Номер

Том 5 № 1 (131) (2024): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Kateryna Maiorova, Viacheslav Nikichanov, Ihor Lysochenko, Svitlana Myronova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.