机翼壁板内形曲面生成方法与流程

本发明属于飞机结构建模技术领域，具体涉及机翼壁板内形曲面生成方法。

背景技术：

目前，国内飞机型号繁多，机翼壁板内形面越来越复杂，一般采用手工建模或者针对某一具体型号采取编程方式解决。这种方式的缺点是：设计无统一标准，不同人员、不同建模方式带来的内形误差也不相同，更新也非常繁琐耗时，新型号设计时仍需手工或者重新编程建模。

技术实现要素：

发明目的：对目前不统一、繁琐耗时的建模问题，提出一种机翼壁板内形曲面生成方法。

技术方案：

机翼壁板内形曲面生成方法，其特征在于，壁板内形数据按照自定义的格式存放在Excel表格中，通过原始数据，在Catia环境中，按照指定方式快速生成精确的壁板、梁、长桁内形面，当机翼外形是直纹面或双曲面，且每两个长桁之间内形面厚度沿展向线性变化时，选择步骤一进行机翼壁板内形曲面生成；当机翼外形是直纹面或双曲面，且每两个长桁之间内形面厚度沿展向非线性变化时，选择步骤二进行机翼壁板内形曲面生成；当内形面厚度变化沿展向及弦向均为非线性变化时，选择步骤三进行机翼壁板内形曲面生成，具体步骤为：

步骤一：在两个长桁之间，对于每一个线性变化的曲面块，在边界处沿外形法线方向建立厚度线，再以厚度线为边界，以外形曲面为导引，创建内形面边界线和导引线，然后以内形面的边界线和导引线为基准，创建一块内形曲面；依据上述方法，创建出每个线性变化区域的内形曲面。通过这些内形曲面块拼接出两个长桁之间从翼根到翼尖的完整曲面，每两个内形曲面块在边界处是一阶连续；

步骤二：在两个长桁之间，每个肋位处沿外形法线方向建立厚度线，再以厚度线为边界，以外形曲面为导引，创建内形面截面线和导引线，然后以内形面的截面线和导引线为基准，创建出两个长桁之间从翼根到翼尖的完整曲面，该曲面在每个肋位处为二阶光滑连续；

步骤三：在每个长桁与肋的交点处，沿外形法线方向建立厚度线，在每个长桁处，以厚度线为边界，以外形曲面为导引，创建内形面的导引线；在在每个肋位处，以厚度线为边界，以外形曲面为导引，创建内形面的截面线；然后以内形面的截面线和导引线为基准，创建出完整的内形曲面，该曲面在每个控制点处为二阶光滑连续。

有益效果

本发明极大地提高了壁板内形建模效率和精度，产生了实际效益。

附图说明

图1为本发明实施例一的步骤一具体成型示意图。

图2为本发步骤三的具体成型示意图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

机翼壁板内形曲面生成方法，其特征在于，壁板内形数据按照自定义的格式存放在Excel表格中，通过原始数据，在Catia环境中，按照指定方式快速生成精确的壁板、梁、长桁内形面，当机翼外形是直纹面或双曲面，且每两个长桁之间内形面厚度沿展向线性变化时，选择步骤一进行机翼壁板内形曲面生成；当机翼外形是直纹面或双曲面，且每两个长桁之间内形面厚度沿展向非线性变化时，选择步骤二进行机翼壁板内形曲面生成；当内形面厚度变化沿展向及弦向均为非线性变化时，选择步骤三进行机翼壁板内形曲面生成，具体步骤为：

步骤一：在两个长桁之间，对于每一个线性变化的曲面块，在边界处沿外形法线方向建立厚度线，再以厚度线为边界，以外形曲面为导引，创建内形面边界线和导引线，然后以内形面的边界线和导引线为基准，创建一块内形曲面；依据上述方法，创建出每个线性变化区域的内形曲面。通过这些内形曲面块拼接出两个长桁之间从翼根到翼尖的完整曲面，每两个内形曲面块在边界处是一阶连续；如图1所示，每两个内形曲面块在边界EK处是一阶连续。

该步骤优点是：创建内形曲面边界线和导线线过程中，始终与外形关联，内形面厚度精确，数据量小，只须给出线性变化端点的肋位处厚度，便于更新。同时内形面变化均匀，重量也较轻。目前的数控加工水平，对这样的内形也很方便完成。缺点是：需要对有限元计算的厚度数据线性拟合。

步骤二：在两个长桁之间，每个肋位处沿外形法线方向建立厚度线，再以厚度线为边界，以外形曲面为导引，创建内形面截面线和导引线，然后以内形面的截面线和导引线为基准，创建出两个长桁之间从翼根到翼尖的完整曲面，该曲面在每个肋位处为二阶光滑连续；

该步骤优点是：创建内形曲面边界线和导线线过程中，始终与外形关联，内形面厚度精确。同时内形面变化均匀，重量也较轻。缺点是：内形面数据量大，很难在传统的二维制图中描述内形面，需要向制造方提供三维数模。

步骤三：在每个长桁与肋的交点处，沿外形法线方向建立厚度线，在每个长桁处，以厚度线为边界，以外形曲面为导引，创建内形面的导引线；在在每个肋位处，以厚度线为边界，以外形曲面为导引，创建内形面的截面线；然后以内形面的截面线和导引线为基准，创建出完整的内形曲面，该曲面在每个控制点处为二阶光滑连续，如图2所示。

该步骤优点是：创建内形曲面边界线和导线线过程中，始终与外形关联，内形面厚度精确。同时内形面变化均匀，重量也较轻。缺点是：内形面数据量大，很难在传统的二维制图中描述内形面，需要向制造方提供三维数模。

实施例一：

下面以ARJ21飞机为例说明本方法具体使用过程。

ARJ21机翼为双曲面翼型，内形面厚度数据沿展向线性变化，因此采用第一步的成形方法。

对于ARJ21两个长桁之间的每一个线性变化的曲面块，在边界处沿外形法线方向建立厚度线，再以厚度线为边界，以外形曲面为导引，创建内形面边界线和导引线，然后以内形面的边界线和导引线为基准，创建一块内形曲面。依据上述原理，创建出每个线性变化区域的内形曲面。通过这些内形曲面块拼接出两个长桁之间从翼根到翼尖的完整曲面，如图1所示。所有长桁之间的内形面共同组成了ARJ21飞机机翼壁板内形面。

上述多个型号通过使用本方法生成的机翼壁板内形面，达到了壁板内形设计要求，对统一设计标准、提高设计效率起到了重要的作用。