一种机翼整体翼肋三维模型快速生成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于结构设计、数字化技术技术领域，涉及一种机翼整体翼肋三维模型快速生成方法。
【背景技术】
[0002]大型飞机的机翼整体翼肋，在结构上的设计特征主要包括剪切角片、缘条、支柱、腹板、长桁缺口、开孔及补强等，这些特征在一定的范围内具有系列化的特点，且在不同的肋位上，翼肋零件的结构形式也大致相同，具有相似的设计特征。而且，翼肋结构件尺寸和加工面较多，其三维模型的构建是一项技术含量较高而又复杂繁琐的工作，如果建模流程不清晰，很容易造成零件的三维建模过程尺寸管理混乱、建模过程冗长，给后期校对和更改带来很大的困难。此外，目前在CATIA中翼肋模型的构建和过程元素的命名完全依靠设计人员手动完成，面临大量的重复性建模操作，严重影响工作效率。因此，研究针对机翼翼肋的三维快速建模技术，对于提高结构设计效率，改善模型的修改和维护性，具有重要的应用意义。
[0003]目前，解决此类问题的主要途径是对CATIA软件进行适应性二次开发，建立相应的快速建模工具，实现模型的自动化、快速化、规范化建立。经检索，虽然当前国内在航空领域发表和公开的论文、专利对CATIA 二次开发技术有部分介绍，但是多为综述性质，涉及具体零部件特别是完整的实现机翼翼肋这种复杂零件所有设计特征的自动化、快速化、规范化快速建模技术的研究，则鲜有报道，暂无相关文献和专利对此进行详细介绍。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:针对大型飞机机翼整体翼肋，提出了一种三维几何模型的自动化、快速化、规范化建模方法。
[0005]本发明的技术方案是:一种机翼整体翼肋三维模型快速生成方法，包括以下步骤:
[0006](1)翼肋零件系列化特征的自动生成:
[0007]将整体翼肋结构按形状特点进行分解，将翼肋表示为结构特征的集合，对分解后的特征参数进行统一的外部存储，通过调用外部参数数据和梁平面、肋平面、机翼基准平面、长桁基准面等机翼布置骨架模型，在CATIA中自动生成翼肋三维数模；
[0008](2)翼肋三维模型生成的流程化实现:
[0009]分析翼肋三维建模的逻辑关系，提出采用“由外向内”的建模原则，按剪切角片-缘条-腹板-支柱等顺序，将翼肋各设计特征的生成过程固定化、流程化，实现不同肋位处翼肋零件的快速建模；
[0010](3)三维模型设计特征及过程元素的规范化管理及命名:
[0011]分析翼肋三维模型的几何特征与拓扑关系，提出采用按“特征-元素-属性-名称”的原则，对各设计特征建模过程中的元素进行分层次、规范化管理；在元素命名时，采用“基于操作过程”的命名原则，方便设计人员对过程元素进行追踪与查找；
[0012]本发明的有益效果是:
[0013]通过机翼整体翼肋三维快速建模方法的应用，使得翼肋零件的建模流程清楚，各设计特征和过程元素的命名规范、清晰，非常易于识别和读取，对于后期的校对和参数修改工作，提供了方便，且大大减少了设计人员的重复性建模工作，提高了结构设计人员的建模效率，使设计人员将更多精力集中在强度校核或参数优化方面。该发明成果在多个型号研制中的应用效果十分明显。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实现的流程示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。
[0016]以某型飞机机翼翼肋三维建模为对象开展实例研究，实现翼肋零件的快速建模。
[0017](1)翼肋零件系列化特征的自动生成:
[0018]将整体翼肋结构按形状特点进行分解，表示为剪切角片、缘条、腹板、支柱、长桁缺口等结构特征的集合，将分解后的各特征参数统一的外部存储于Excel数据表中，运行CATIA软件，将快速建模需要的机翼布置骨架模型，分别放置于“外部参考”和“输入”两个几何图形集中，并对所需的原始输入命名。运行快速建模工具，通过调用外部参数数据和梁平面、肋平面、机翼基准平面、长桁基准面等机翼布置骨架模型，在CATIA中自动生成翼肋结构的三维数模；
[0019](2)翼肋三维模型生成的流程化实现:
[0020]分析翼肋三维建模的逻辑关系，采用“由外向内”的建模原则，按剪切角片-缘条-腹板-支柱-长桁缺口等顺序，将翼肋各设计特征的生成过程固定化、流程化，并通过调用存储于外部的不同肋位处的参数数据，分别生成各设计特征，实现不同肋位处翼肋零件的快速建模；
[0021](3)三维模型设计特征及过程元素的规范化管理及命名:
[0022]分析翼肋各设计特征三维模型的几何特征与拓扑关系，采用按“特征-元素-属性-名称”的原则，对剪切角片、缘条、腹板、支柱、长桁缺口等特征及建模过程中的元素进行分层次、规范化管理；采用“基于操作过程”的命名原则，按各元素的操作信息体现于元素名称中，对过程元素进行规范化命名，实现元素的追踪与查找。
[0023](4)翼肋快速建模工具开发:
[0024]进一步的，可以对翼肋建模过程中使用的CATIA各功能模块和操作进行解析，分析各类操作(如曲面偏移、厚曲面、投影、实体分割等)的关键参数控制，使用VB语言对CATIA进行二次开发，设计各步操作的功能模块，开发了机翼整体翼肋的快速建模工具，快速建立翼肋零件的三维几何模型，并实现各设计特征和元素的分层管理和规范命名。
【主权项】
1.一种机翼整体翼肋三维模型快速生成方法，包括以下步骤: (1)翼肋零件系列化特征的自动生成: 将整体翼肋结构按形状特点进行分解，将翼肋表示为结构特征的集合，对分解后的特征参数进行统一的外部存储，通过调用外部参数数据和梁平面、肋平面、机翼基准平面、长桁基准面等机翼布置骨架模型，在CATIA中自动生成翼肋三维数模； (2)翼肋三维模型生成的流程化实现: 分析翼肋三维建模的逻辑关系，提出采用“由外向内”的建模原则，按剪切角片-缘条-腹板-支柱等顺序，将翼肋各设计特征的生成过程固定化、流程化，实现不同肋位处翼肋零件的快速建模； (3)三维模型设计特征及过程元素的规范化管理及命名: 分析翼肋三维模型的几何特征与拓扑关系，提出采用按“特征-元素-属性-名称”的原则，对各设计特征建模过程中的元素进行分层次、规范化管理；在元素命名时，采用“基于操作过程”的命名原则，方便设计人员对过程元素进行追踪与查找。
【专利摘要】本发明涉及一种机翼整体翼肋三维模型快速生成方法，包括以下步骤：(1)翼肋零件系列化特征的自动生成：(2)翼肋三维模型生成的流程化实现：(3)三维模型设计特征及过程元素的规范化管理及命名：通过机翼整体翼肋三维快速建模方法的应用，使得翼肋零件的建模流程清楚，各设计特征和过程元素的命名规范、清晰，非常易于识别和读取，对于后期的校对和参数修改工作，提供了方便，且大大减少了设计人员的重复性建模工作，提高了结构设计人员的建模效率，使设计人员将更多精力集中在强度校核或参数优化方面，应用效果明显。
【IPC分类】G06F17/50, G06T17/00
【公开号】CN105488240
【申请号】CN201410535797
【发明人】杨殿国, 刘中凯, 李哲
【申请人】中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年10月11日