【CATIA】飛機(jī)起落架參數(shù)化建模的實(shí)現(xiàn)

2016-11-03 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

起落架是飛機(jī)的重要組成部分,是飛機(jī)在地面停放、滑行、起降和滑跑時(shí)用于支承飛機(jī)重量、吸收撞擊能量的飛機(jī)部件。飛機(jī)起落架的作用主要為承受飛機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的重力以及起飛和降落時(shí)的沖擊力,控制飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)。

飛機(jī)起落架型號眾多,造成起落架的設(shè)計(jì)、加工文檔繁多,可擴(kuò)充性差,維護(hù)性低,從建模到加工周期時(shí)間長,直接影響了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

為快速提升飛機(jī)起落架零件的生產(chǎn)效率,本課題提出了快速的參數(shù)化建模,而且參數(shù)化建模同樣可以用于其他零件。

參數(shù)化建模以CATIA(Computer Aided Three-dimensional Interactive Application)建模軟件為建立三維模型的平臺(tái),以VB(Visual Basic 6.0)語言為系統(tǒng)二次開發(fā)語言。對飛機(jī)起落架零件進(jìn)行建模時(shí)錄制宏,在三維建模完成后,對宏進(jìn)行編輯處理,重新設(shè)定特征參數(shù)的尺寸參數(shù),通過VB建立起的快速建模界面與CATIA相鏈接,從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)起落架零件的快速建模。

實(shí)踐應(yīng)用表明,此快速建模系統(tǒng)能夠縮短建模周期,提高起落架的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)效率。

系統(tǒng)開發(fā)工具、

1系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)CATIA V5 R17

CATIA計(jì)算機(jī)輔助三維交互式應(yīng)用系統(tǒng)是由法國達(dá)索系統(tǒng)公司(Dassault Systemes)和美國IBM公司共同推出的集CAD/CAM/CAE于一體的三維設(shè)計(jì)系統(tǒng),該軟件能夠在Windows 98/Me/2000/XP以及Unix等平臺(tái)上運(yùn)行。

目前在多個(gè)行業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用,在航空航天行業(yè)尤為突出,被很多CAD/CAM領(lǐng)域的資深咨詢專家評價(jià)為第4代CAD/CAM軟件,代表了CAD/CAM未來發(fā)展的方向。

2系統(tǒng)開發(fā)語言Visual Basic 6.0

Visual Basic是美國微軟公司推出的在Windows環(huán)境下使用的應(yīng)用軟件開發(fā)系統(tǒng),是一種基于Basic的可視化的程序設(shè)計(jì)語言,其特點(diǎn)是適合于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。VisualBasic一方面繼承了以往Basic語言所具有的簡單、易用特點(diǎn),另一方面在其編程系統(tǒng)中采用了面向?qū)ο蟆⑹录?qū)動(dòng)的編程機(jī)制,更提供了一種所見即所得的可視化程序設(shè)計(jì)方法。

3CATIA二次開發(fā)

CATIA系統(tǒng)是良好的二次開發(fā)平臺(tái),對CATIA系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā),可以開拓出更多的專用模塊,進(jìn)而解決在CATIA全面應(yīng)用中的專用設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理等問題。

二次開發(fā)可設(shè)計(jì)出更簡潔的操作界面,可集成專業(yè)設(shè)計(jì)人員的豐富經(jīng)驗(yàn),使一般的設(shè)計(jì)人員能夠快速地使用它來進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),提高了整個(gè)設(shè)計(jì)過程的效率和質(zhì)量。

CATIA二次開發(fā)主要使用2種方法,分別是使用自動(dòng)化應(yīng)用接口的宏(CAA Automation)和基于組件應(yīng)用架構(gòu)CAA(Component Application Architecture) C++,后文已對2種開發(fā)技術(shù)做了較為詳細(xì)的說明見表1。

【CATIA】飛機(jī)起落架參數(shù)化建模的實(shí)現(xiàn)Catia學(xué)習(xí)資料圖片1

CAA C++和CAA Automation開發(fā)模式對比

二次開發(fā)時(shí),采用CAA C++技術(shù)能夠在更深層次上開發(fā)出功能更為強(qiáng)大的系統(tǒng);CAA Automation技術(shù)沒有CAA C++技術(shù)難度大、強(qiáng)度高,但是在設(shè)計(jì)一些功能簡單的系統(tǒng),完全可以滿足要求,而且CAAAutomation技術(shù)在學(xué)習(xí)的時(shí)候相對容易掌握。

在開發(fā)此參數(shù)化建模系統(tǒng)時(shí),采用CAA Automation技術(shù)能完全滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

數(shù)化建模實(shí)例

為了能夠清晰地闡述此參數(shù)化建模過程,以起落架中的防扭耳片為例予以說明。此次參數(shù)化建模的流程見圖。

【CATIA】飛機(jī)起落架參數(shù)化建模的實(shí)現(xiàn)Catia學(xué)習(xí)資料圖片2

參數(shù)化建模流程

1 建模分析

在參數(shù)化建模前,首先要認(rèn)真審視圖中的各個(gè)參數(shù),能夠準(zhǔn)確地找出影響防扭耳片的特征參數(shù),如軸線位置、孔直徑、圓弧半徑等,而對于圖中的一些輔助參數(shù),在工程中沒有特別要求的時(shí)候則可以忽略,這樣可以在很大程度上減少工作量。從防扭耳片零件建模中提取21個(gè)特征參數(shù)。

2 提取參數(shù)化條件

在建立防扭耳片三維模型時(shí),打開CATIA軟件中的錄制宏功能,在操作建立防扭耳片三維模型后關(guān)閉宏的錄制。用宏自帶的編輯功能打開宏,記錄下特征參數(shù),以備后用。

3 VB定制界面

使用VB制作一個(gè)能容納提取的特征參數(shù)和所對應(yīng)數(shù)據(jù)的輸入框,可以在空出的位置填充零件的三維模型作為示意圖。用VB制作界面的方法很多,可以根據(jù)具體情況來安排界面布局。

4 調(diào)用CATIA API

定制好參數(shù)化建模的界面后,要使輸入對應(yīng)特征參數(shù)的數(shù)值能夠驅(qū)動(dòng)CATIA快速建模,需要在VB和CATIA之間建立鏈接,這也是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

創(chuàng)建VB與CATIA的鏈接,主要使用CreateObject和GetObject 2個(gè)函數(shù)作為本系統(tǒng)的鏈接函數(shù),創(chuàng)建獲得對ActiveX對象的引用。用VB啟動(dòng)CATIA的代碼如下:

【CATIA】飛機(jī)起落架參數(shù)化建模的實(shí)現(xiàn)Catia分析圖片3

上述代碼只是用于VB和CATIA之間的鏈接,放置于宏編輯的首行,而每個(gè)特征參數(shù)與具體輸入的數(shù)值的鏈接,就是在建模時(shí)用宏命令錄制下的程序中找出相關(guān)的特征參數(shù)所對應(yīng)的參數(shù)。

在零件實(shí)體造型部分,最重要的就是保證相關(guān)參數(shù)引用的一致性。為提高工作效率,減少建庫的工作量,本系統(tǒng)擬采用編程的方法,將所有要修改的參數(shù)生成數(shù)據(jù)文件,通過讀入的方式一次性將所有的參數(shù)進(jìn)行修改。

修改后的特征參數(shù)將被保存在特征庫中,系統(tǒng)將重新自動(dòng)生成新的圖形。在修改1個(gè)尺寸后,圖中的相關(guān)尺寸會(huì)自動(dòng)更新。

整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后可以在參數(shù)建模布局效果圖中輸入新的模型數(shù)據(jù),點(diǎn)擊創(chuàng)建按鈕即可生成修改數(shù)據(jù)后的防扭耳片模型實(shí)體。

結(jié)束語

針對飛機(jī)起落架在傳統(tǒng)三維建模中存在的耗費(fèi)時(shí)間長、效率低的問題,利用CATIA軟件作為二次開發(fā)平臺(tái),開發(fā)出實(shí)用的飛機(jī)起落架參數(shù)化建模系統(tǒng),該系統(tǒng)已經(jīng)在某重點(diǎn)型號飛機(jī)起落架參數(shù)化建模過程中得到了應(yīng)用,達(dá)到預(yù)期效果,并得到了一致好評。

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