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

郭禹彤

摘 要：隨著飛機(jī)數(shù)量的增加、性能的提升，不僅保證了國家的安全，同時也提高了我國在世界的地位、戰(zhàn)斗能力。對此本文就基于CATIA的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計，結(jié)合其建模等內(nèi)容進(jìn)行分析，希望對我國科學(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

目前針對于飛機(jī)制造，常采用CATIA軟件，經(jīng)過對其飛機(jī)框、梁等構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計，從而更好地提高我國的飛機(jī)設(shè)計能力、制造能力；為我國政治的獨(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)，開發(fā)公司為法國達(dá)索公司；CATIA系列產(chǎn)品在航空航天、汽車行業(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，以及模擬解決方案；同時CATIA最初也起源于航空裝備設(shè)計和制造，對此基于CATIA的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計，是非常成熟和完善的。首先對其CATIA軟件進(jìn)行二次開發(fā)，借助原開發(fā)公司提供CAA開發(fā)工具，完成二次開發(fā)；主要的方式是在CAA開發(fā)工具的基礎(chǔ)上，借助COM、0LE技術(shù)、各種API接口程序，在RADE開發(fā)環(huán)境，對其CATIA產(chǎn)品進(jìn)行再開發(fā)。此種開發(fā)方式能夠使其設(shè)計的程序更加標(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)計的合理性，直接關(guān)系到飛機(jī)的穩(wěn)定性、工作質(zhì)量；對此飛機(jī)結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計，是一件復(fù)雜且繁瑣的過程，且涉及的內(nèi)容較多，同時還會經(jīng)常反復(fù)應(yīng)用已存在的類似特征，對此加強(qiáng)此方面的研究，是非常有必要的。首先以CATIA設(shè)計軟件為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個特征模板庫，為設(shè)計應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。此程序之前，需要設(shè)計人員根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建常見的、反復(fù)應(yīng)用的特征模板；在CATIA設(shè)計軟件的基礎(chǔ)上，將參數(shù)等屬性填入到軟件內(nèi)部的編輯知識模板中；最后當(dāng)設(shè)計人員需要指定特征時，會在模板庫內(nèi)對參數(shù)尺寸等進(jìn)行適當(dāng)?shù)尿?qū)動修整，使其符合所需特征的要求、條件。針對于零件特征相對繁瑣時，且建立的特征庫全尺寸驅(qū)動設(shè)計方法不合適時，就需要技術(shù)人員建立相應(yīng)的繁瑣特征模型，對其零件的組成、屬性進(jìn)行明確，然后對其實(shí)施分解與細(xì)化；同時分解后的零件特征，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，還能保證尺寸參數(shù)屬性的設(shè)置，保證參數(shù)化設(shè)計工作順利進(jìn)行。

3 交互式參數(shù)化界面開發(fā)

（1）CATIA軟件中的命令，大都能夠在菜單中找到，操作具有一定的簡易性和方便性，對此，設(shè)計人員首先就要為其設(shè)計系統(tǒng)，進(jìn)行菜單命令工具條超鏈接，像命令選項、懸浮命令按鈕等進(jìn)行構(gòu)建制作。同時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)計區(qū)域組成。在模板選項上，進(jìn)行指定特征模板的選擇，此時在界面上的右上角會出現(xiàn)相應(yīng)特征模板的圖例，在示意圖上會標(biāo)注專門尺寸參數(shù)，并在設(shè)計參數(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)計系統(tǒng)界面如圖1所示；

（2）檢查參數(shù)設(shè)計區(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，此時在參數(shù)設(shè)計區(qū)域，就會自動顯示設(shè)計參數(shù)；檢查設(shè)計參數(shù)是否合理，若是合理選擇生成模型按鈕，此時在交互式界面，就會自動生成所需的特征模型。設(shè)計人員設(shè)置的尺寸參數(shù)組，在選擇保存數(shù)據(jù)按鈕后，系統(tǒng)會自動保存數(shù)據(jù)，為以后的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)；但是當(dāng)設(shè)計人員設(shè)定的參數(shù)尺寸不合理時，系統(tǒng)會進(jìn)行提示，需要設(shè)計人員重新進(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，最后將槽、孔、筋等特征，與其基體特征進(jìn)行結(jié)合，就完成了整個構(gòu)件的參數(shù)化設(shè)計，同時也要加強(qiáng)整體飛機(jī)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計組合特征的檢查，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，通過對基于CATIA的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計分析，發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計方法，可以顯著地提高設(shè)計效率、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，同時也大大降低了以往建模的誤差影響、工作負(fù)擔(dān)、建模時間以及設(shè)計成本等，但飛機(jī)設(shè)計、制造難度較大，性能等關(guān)乎著國家的安全、政治以及經(jīng)濟(jì)等問題，對此需要專業(yè)的設(shè)計人員、技術(shù)人員進(jìn)行操作，從而更好地推動我國航空航天裝備設(shè)計、制造行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]梁振剛，程學(xué)朋.基于CATIA的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2012，（2）：55-57.

[2]程學(xué)朋.基于特征的三維模型參數(shù)化設(shè)計[D].沈陽理工大學(xué)，2012.