Modelowanie montażu w celu zachowania tolerancji
Nowoczesne i zaawansowane powietrzne technologie naturalnego przepływu laminarnego, takie jak te rozwijane w ramach wspólnego partnerstwa publiczno-prywatnego Komisji Europejskiej Czyste niebo, znacząco zmniejszają opór, zużycie paliwa i emisje. W przypadku połączenia ze sobą wielu części lub elementów składowych w skomplikowane konfiguracje spełnienie poszczególnych tolerancji nie będzie wystarczające do spełnienia ogólnych tolerancji, ponieważ mogą wystąpić liczne odchylenia od projektu. Naukowcy pracujący w ramach finansowanego ze środków UE projektu SATCAS (Simulation of the assembly tolerances for composite aircraft structures) opracowali narzędzie do analizy oparte na obliczeniach elementów skończonych w celu przewidzenia ogólnego poziomu odchyleń w złożonych zespołach, które mogą wynikać z nagromadzenia się odchyleń poszczególnych części składowych i/lub samych prac montażowych. Zespół opracował symulacje całego procesu montażu, w którym poszczególne części są uważane za elastycznych obiekty, aby wziąć pod uwagę fakt, że podczas takich procesów mogą ulec deformacji. Projekt skupiał się na prototypie niskiego oporu zintegrowanego prototypu technologicznego inteligentnego stałopłatu. Wymagało to uwzględnienia szczegółowych procesów montażu i elementów, od lokalnej analizy technik mocowania do symulacji każdej z głównych operacji montażowych które mogą być wykorzystywane w prototypie niskiego oporu. Wynikiem była analiza łącznych tolerancji. Po jej walidacji na małych zespołach w warunkach laboratoryjnych, co umożliwiło porównanie wyników doświadczalnych i teoretycznych, metodę numeryczną zastosowano do dwóch koncepcji układów skręcania skrzydeł w dużych statkach powietrznych. Testy te nie tylko potwierdziły, że zastosowanie strategii numerycznej elementów skończonych umożliwia dokładną symulację procesów montażu, ale także pokazały, że można ją również wykorzystać w usprawnianiu procesów, a także w projektowaniu sprzętu montażowego. Dalsza optymalizacja będzie koncentrować się na skróceniu czasu obliczeń. Platforma symulacyjna SATCAS będzie stanowić ważne narzędzie w projektowaniu nowych koncepcji samolotów o naturalnym przepływie laminarnym dla unijnego przemysłu lotniczego, dzięki czemu gotowe układy będą spełniały łączne tolerancje wymagane do wymaganego obniżenia oporu. Jako narzędzie do oceny spełnienia ogólnych tolerancji bez wątpienia znajdzie również zastosowanie w wielu innych środowiskach produkcyjnych.
