基于CATIA的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計(jì)研究

郭禹彤

摘 要：隨著飛機(jī)數(shù)量的增加、性能的提升，不僅保證了國(guó)家的安全，同時(shí)也提高了我國(guó)在世界的地位、戰(zhàn)斗能力。對(duì)此本文就基于CATIA的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計(jì)，結(jié)合其建模等內(nèi)容進(jìn)行分析，希望對(duì)我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的提升，起著積極促進(jìn)的意義。

關(guān)鍵詞：CATIA；飛機(jī)結(jié)構(gòu)件；參數(shù)化設(shè)計(jì)

目前針對(duì)于飛機(jī)制造，常采用CATIA軟件，經(jīng)過(guò)對(duì)其飛機(jī)框、梁等構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，從而更好地提高我國(guó)的飛機(jī)設(shè)計(jì)能力、制造能力；為我國(guó)政治的獨(dú)立、經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，奠定良好的基礎(chǔ)。

1 CATIA概述

CATIA也被稱作是交互式CAD/CAE/CAM系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)公司為法國(guó)達(dá)索公司；CATIA系列產(chǎn)品在航空航天、汽車(chē)行業(yè)、船舶制造等八大行業(yè)，能夠提供數(shù)字化的參數(shù)設(shè)計(jì)，以及模擬解決方案；同時(shí)CATIA最初也起源于航空裝備設(shè)計(jì)和制造，對(duì)此基于CATIA的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計(jì)，是非常成熟和完善的。首先對(duì)其CATIA軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，借助原開(kāi)發(fā)公司提供CAA開(kāi)發(fā)工具，完成二次開(kāi)發(fā)；主要的方式是在CAA開(kāi)發(fā)工具的基礎(chǔ)上，借助COM、0LE技術(shù)、各種API接口程序，在RADE開(kāi)發(fā)環(huán)境，對(duì)其CATIA產(chǎn)品進(jìn)行再開(kāi)發(fā)。此種開(kāi)發(fā)方式能夠使其設(shè)計(jì)的程序更加標(biāo)準(zhǔn)化。

2 建模

飛機(jī)結(jié)構(gòu)由機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落裝置、動(dòng)力裝置構(gòu)成，在機(jī)翼、機(jī)身部位，需要采用大量的構(gòu)件；且構(gòu)件設(shè)計(jì)的合理性，直接關(guān)系到飛機(jī)的穩(wěn)定性、工作質(zhì)量；對(duì)此飛機(jī)結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計(jì)，是一件復(fù)雜且繁瑣的過(guò)程，且涉及的內(nèi)容較多，同時(shí)還會(huì)經(jīng)常反復(fù)應(yīng)用已存在的類似特征，對(duì)此加強(qiáng)此方面的研究，是非常有必要的。首先以CATIA設(shè)計(jì)軟件為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個(gè)特征模板庫(kù)，為設(shè)計(jì)應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。此程序之前，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建常見(jiàn)的、反復(fù)應(yīng)用的特征模板；在CATIA設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)上，將參數(shù)等屬性填入到軟件內(nèi)部的編輯知識(shí)模板中；最后當(dāng)設(shè)計(jì)人員需要指定特征時(shí)，會(huì)在模板庫(kù)內(nèi)對(duì)參數(shù)尺寸等進(jìn)行適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)修整，使其符合所需特征的要求、條件。針對(duì)于零件特征相對(duì)繁瑣時(shí)，且建立的特征庫(kù)全尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法不合適時(shí)，就需要技術(shù)人員建立相應(yīng)的繁瑣特征模型，對(duì)其零件的組成、屬性進(jìn)行明確，然后對(duì)其實(shí)施分解與細(xì)化；同時(shí)分解后的零件特征，必須含有指定的幾何、工程意義，其特征能夠還原。采取此種方式，即在特征單元的基礎(chǔ)上進(jìn)行特征模板建立的方式，能夠在保證建模速度的同時(shí)，還能保證尺寸參數(shù)屬性的設(shè)置，保證參數(shù)化設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行。

3 交互式參數(shù)化界面開(kāi)發(fā)

（1）CATIA軟件中的命令，大都能夠在菜單中找到，操作具有一定的簡(jiǎn)易性和方便性，對(duì)此，設(shè)計(jì)人員首先就要為其設(shè)計(jì)系統(tǒng)，進(jìn)行菜單命令工具條超鏈接，像命令選項(xiàng)、懸浮命令按鈕等進(jìn)行構(gòu)建制作。同時(shí)CAA工具的應(yīng)用，能夠提供菜單條添加、下拉，以及復(fù)選、單選按鈕組的添加等功能；按鈕組、添加工具條命令等。要想獲取參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的交互式界面，只需菜單欄中，點(diǎn)擊“參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)”命令工具條按鈕，此條命令交互式界面，由模型圖、特征模板選擇、參數(shù)設(shè)計(jì)區(qū)域組成。在模板選項(xiàng)上，進(jìn)行指定特征模板的選擇，此時(shí)在界面上的右上角會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)特征模板的圖例，在示意圖上會(huì)標(biāo)注專門(mén)尺寸參數(shù)，并在設(shè)計(jì)參數(shù)區(qū)域，進(jìn)行一系列的顯示，此些參數(shù)尺寸即為特征模板的初始參數(shù)。其中參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面如圖1所示；

（2）檢查參數(shù)設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)，相應(yīng)顯示的特征模板參數(shù)是否滿足所需要求；若是符合即可生成模板，若是參數(shù)設(shè)計(jì)不符合所需模板特征的要求，選擇界面最下面一行中的讀取數(shù)據(jù)命令工具條，在Excel數(shù)據(jù)表中，選擇所需的參數(shù)組，此時(shí)在參數(shù)設(shè)計(jì)區(qū)域，就會(huì)自動(dòng)顯示設(shè)計(jì)參數(shù)；檢查設(shè)計(jì)參數(shù)是否合理，若是合理選擇生成模型按鈕，此時(shí)在交互式界面，就會(huì)自動(dòng)生成所需的特征模型。設(shè)計(jì)人員設(shè)置的尺寸參數(shù)組，在選擇保存數(shù)據(jù)按鈕后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)保存數(shù)據(jù)，為以后的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)；但是當(dāng)設(shè)計(jì)人員設(shè)定的參數(shù)尺寸不合理時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行提示，需要設(shè)計(jì)人員重新進(jìn)行參數(shù)尺寸設(shè)置，最后將其數(shù)據(jù)保存到 Excel表內(nèi)。

（3）重復(fù)以上程序操作，進(jìn)行其他飛機(jī)構(gòu)件的參數(shù)化設(shè)計(jì)，最后將槽、孔、筋等特征，與其基體特征進(jìn)行結(jié)合，就完成了整個(gè)構(gòu)件的參數(shù)化設(shè)計(jì)，同時(shí)也要加強(qiáng)整體飛機(jī)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計(jì)組合特征的檢查，從而更好地保證飛機(jī)的安全性、可靠性。

4 總結(jié)

綜上所述，通過(guò)對(duì)基于CATIA的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，可以顯著地提高設(shè)計(jì)效率、零件模型可讀性，保證飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也大大降低了以往建模的誤差影響、工作負(fù)擔(dān)、建模時(shí)間以及設(shè)計(jì)成本等，但飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造難度較大，性能等關(guān)乎著國(guó)家的安全、政治以及經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題，對(duì)此需要專業(yè)的設(shè)計(jì)人員、技術(shù)人員進(jìn)行操作，從而更好地推動(dòng)我國(guó)航空航天裝備設(shè)計(jì)、制造行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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