起落架快速建模軟件開發(fā)

林輝 許鋒

摘 要：在起落架設(shè)計(jì)與分析過程中，設(shè)計(jì)人員通常需要以手動(dòng)的方式建立起落架的CATIA模型，建模過程增加了設(shè)計(jì)人員的工作量。文章首先確定起落架的簡(jiǎn)化模型及其零件組成，隨后選用自動(dòng)化對(duì)象編程的方法對(duì)CATIA進(jìn)行二次開發(fā)，將基本操作代碼與宏腳本文件代碼相結(jié)合，得到各零件的參數(shù)化建模代碼，開發(fā)出起落架快速建模軟件，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)起落架各零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)與快速建模功能。借助該軟件，能夠提高建模效率，縮短建模時(shí)間。

關(guān)鍵詞：CATIA；二次開發(fā)；起落架；快速建模

引言

在完成初步的起落架設(shè)計(jì)工作之后，需要對(duì)起落架進(jìn)行諸如著陸性能分析、擺震性能分析等一系列計(jì)算分析工作，通常情況下在此類分析計(jì)算工作之前，需要設(shè)計(jì)人員首先建立起落架的CATIA模型，手動(dòng)建模的過程耗費(fèi)了設(shè)計(jì)人員一定的時(shí)間與精力。若能在保證所獲取的模型滿足計(jì)算分析需求的前提之下，將這一建模過程簡(jiǎn)化，便可在一定程度上減少設(shè)計(jì)人員的實(shí)際工作量，提高設(shè)計(jì)效率。

1 CATIA的二次開發(fā)方式與選用

CATIA V5是Dassualt Systems公司與IBM公司合作共同推出的CAD/CAE/CAM一體化軟件，是目前應(yīng)用范圍最廣、影響最大的CAD軟件。CATIA具有超群的功能、人性化的界面、智能型的功能操作和極為全面的組合分析功能，其優(yōu)異的性能使得CATIA在航空航天業(yè)內(nèi)的也得到了極為廣泛的應(yīng)用。隨著用戶對(duì)CATIA軟件功能和性能要求的不斷提高，對(duì)與軟件個(gè)性化服務(wù)的要求也日益凸顯。作為實(shí)現(xiàn)軟件的專業(yè)化和用戶化的有效手段，二次開發(fā)能夠?yàn)橛脩籼峁└?、更個(gè)性化的服務(wù)，能夠有效地提高工作效率和工作質(zhì)量。CATIA二次開發(fā)主要有以下兩種方法： （1）通過開放的基于構(gòu)建的應(yīng)用編程接口，使用組件應(yīng)用架構(gòu)開發(fā)環(huán)境CAA-RADE對(duì)CATIA進(jìn)行二次開發(fā)；（2） 采用自動(dòng)化對(duì)象編程對(duì)CATIA進(jìn)行二次開發(fā)。CATIA軟件提供了Automation API用于VBScript對(duì)CATIA軟件的二次開發(fā)， Automation API本身便具備與任何OLE所兼容的平臺(tái)通信的能力?？紤]到針對(duì)起落架部件的設(shè)計(jì)需求，本文以Visual Basic 6.0 為編程工具，使用自動(dòng)化對(duì)象編程對(duì)CATIA進(jìn)行二次開發(fā)[1]。

2 簡(jiǎn)化模型

起落架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所構(gòu)成的部件也較多，通常情形下在不影響仿真分析的前提之下，均需對(duì)起落架模型進(jìn)行一定程度的簡(jiǎn)化[2]。本文略去收放機(jī)構(gòu)、剎車機(jī)構(gòu)以及一些附屬部件與連接部件，最終簡(jiǎn)化后的模型概述如下：支柱起落架簡(jiǎn)化為七個(gè)零件，分別為緩沖支柱上部、緩沖支柱中部、緩沖支柱下部（含輪叉）、扭力臂、固定銷、輪轂、輪胎；搖臂式起落架簡(jiǎn)化為七個(gè)零件，分別為緩沖支柱上部、緩沖支柱中部、緩沖支柱下部、搖臂、固定銷、輪轂、輪胎；其中緩沖支柱中部?jī)H在起落架裝備雙腔油氣式緩沖器時(shí)使用。

3 軟件結(jié)構(gòu)與簡(jiǎn)化模型總覽模塊

起落架快速建模軟件主要由模型總覽模塊與零件設(shè)計(jì)與建模模塊兩部分構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)分別為支柱式起落架、搖臂式起落架提供各自的簡(jiǎn)化模型總覽模塊，分別如圖2所示。在簡(jiǎn)化模型總覽模塊中，提供給用戶各零件的模型圖以及設(shè)計(jì)與建模模塊的快速鏈接，用戶可直接調(diào)用進(jìn)入相應(yīng)零件的設(shè)計(jì)與建模模塊。

4 零件設(shè)計(jì)與建模模塊

4.1 環(huán)境設(shè)置

在VB的工程引用選擇框中選定所有涉及CATIA軟件的類庫聲明；對(duì)于多個(gè)不同的CATIA版本共存的情況，需要設(shè)置程序自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)版本的CATIA：開啟命令行窗口，轉(zhuǎn)到默認(rèn)的CATIA版本目錄，其中Bx為CATIA的版本號(hào)，輸入cnext/unregserve，再轉(zhuǎn)至所需版本的CATIA版本安裝目錄中，輸入cnext/regserve[3]；對(duì)于CATIA軟件，還需要將語言設(shè)置為英語。設(shè)置完成后，VB連接至CATIA的環(huán)境設(shè)置工作便全部結(jié)束。

4.2 模塊開發(fā)

4.2.1 連接與啟動(dòng)CATIA代碼

Dim CATIA As Object

On Error Resume Next

Set CATIA=GetObject（，"CATIA.Application"）

If Err.Number<>0 Then

Set CATIA=CrectObject（"CATIA.Application"）

CATIA.Visible=True

End If

On Error GoTo 0

4.2.2 操作代碼

建模操作代碼是以基本的操作代碼和手動(dòng)建模的操作代碼記錄為基礎(chǔ)，經(jīng)分析、調(diào)整、綜合、調(diào)試之后獲得[4]。對(duì)于操作記錄代碼，首先在CATIA內(nèi)通過對(duì)所有的零件進(jìn)行手動(dòng)建模，通過宏腳本文件來獲取操作記錄代碼，隨后再對(duì)記錄代碼進(jìn)行深入分析并做出如下修改：剔除不必要的冗余代碼，得到程序執(zhí)行的核心代碼；若有對(duì)象變量在宏腳本代碼中使用了以數(shù)組為參數(shù)的函數(shù)，則需要注釋掉這一對(duì)象變量的類型聲明；分析并分段拆解代碼，將特征變量的代碼提取出來并加以標(biāo)示；修改變量的形式以使其更加簡(jiǎn)潔明了；根據(jù)程序需要對(duì)核心代碼進(jìn)行修改調(diào)整。完成以上功能工作之后，再將所獲得代碼與基本操作代碼進(jìn)行分析、調(diào)整、綜合、調(diào)試[5]。

4.3功能實(shí)現(xiàn)

支柱式起落架、搖臂式起落架各零件的設(shè)計(jì)與建模模塊，分別如圖4、圖5所示。起落架各零件的設(shè)計(jì)與建模模塊為用戶提供零件的設(shè)計(jì)視圖展示與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入功能，用戶可參照模型的視圖自行輸入并調(diào)整相關(guān)的設(shè)計(jì)尺寸；點(diǎn)擊模型生成按鈕后，系統(tǒng)調(diào)用CATIA軟件并自動(dòng)生成依據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)尺寸而得到的零件模型，完成模型的初步獲取，用戶可在CATIA軟件內(nèi)對(duì)模型做進(jìn)一步的調(diào)整，以獲取最終符合設(shè)計(jì)預(yù)期的零件模型。

5 結(jié)束語

起落架快速建模軟件分為模型總覽模塊與零件的設(shè)計(jì)與建模模塊兩部分，本文確定了起落架的簡(jiǎn)化模型及其零件組成，分析了CATIA二次開發(fā)的不同方法及其特點(diǎn)，選用自動(dòng)化對(duì)象編程的方法對(duì)CATIA進(jìn)行了二次開發(fā)，得到了各零件的參數(shù)化建模代碼，完成了模型總覽模塊與零件設(shè)計(jì)與建模模塊的界面設(shè)計(jì)，開發(fā)出起落架快速建模軟件，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)起落架各零件模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)與快速建模功能。

參考文獻(xiàn)

[1]董伊鑫，席平.基于CATIA的界面二次開發(fā)[J].航空制造技術(shù)，2006，（12）：83-86.

[2]《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》總編委會(huì)編.飛機(jī)著陸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：航空工業(yè)出版社，2002.

[3]胡挺，吳立軍.CATIA二次開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)[M].電子工業(yè)出版社，2006.

[4]胡添元，余雄慶.基于CATIA二次開發(fā)的飛翼外形參數(shù)化建模.飛機(jī)設(shè)計(jì)，2007，27（6）：10-13.

[5]孟令濤，劉莉，龍騰，謝倫旭.基于CATIA的參數(shù)化機(jī)翼模型在CFD中的應(yīng)用.彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào)，2008，28（5）：161-164.

作者簡(jiǎn)介：林輝（1989.1-），男（漢族），山東日照，碩士研究生，主要研究方向：飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)