基于特征的飞机长桁结构件快速建模技术研究

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1、中图分类号：V221+.92TP391.72论文编号：102870515-S185学科分类号：082503硕士学位论文基于特征的飞机长桁结构件快速建模技术研究研究生姓名刘洋学科、专业航空宇航制造工程研究方向数字化设计与制造指导教师翟建军教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年四月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonFeature-BasedRa

2、pidModelingforAircraftStringerPartsAThesisinAeronauticalandAstronauticalScienceandTechnologyByLiuYangAdvisedbyProf.ZhaiJianjunSubmittedinPartialFulfillmentOftheRequirementsFortheDegreeofMasterofScienceApril,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文

3、中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要长桁结构件是飞机机身、机翼结构的重要纵向构件。因此，飞机长桁结构件的建模质量和效率直接影响了飞机结构设计的整体质量和设计周期。目前，在传统的飞机长桁设计过程中，缺乏基于长桁制造特征、有针对性的一体化解决方案。长桁设计流程和建模方法规范性不足；

4、模型未能实现参数化驱动，对装配环境的自适应能力较差；设计知识和行业标准未能有效集成在设计过程中，导致存在大量重复的参数查询、公式换算和手工输入工作，加重了设计人员的建模负担，将本应集中在产品创新性设计上的精力浪费在了重复性工作上。降低了长桁结构设计的质量和效率。为克服以上缺陷，本文研究了一种基于特征的快速建模技术，利用CATIAV5R18平台、以CAA/RADE作为二次开发工具、运用VS2005C++语言，开发了飞机长桁结构件快速建模软件系统。论文主要研究内容包括以下方面：(1)探讨基于制造特征的飞机长桁结构分类方法和规范的特征造型手法，运

5、用参数化设计技术构建飞机长桁结构件的参数化模型，并通过分析结构件特征设计方案，规划出统一的飞机长桁结构件设计流程；(2)以飞机长桁结构件典型特征的参数化描述为研究对象，建立模型特征几何参数与用户设计参数间的数学转换关系。而后在典型特征参数化描述的基础上，研究典型特征几何参数的解算方法，提出关键算法以实现飞机长桁结构特征参数的几何解算，保证信息在设计知识向几何模型传递过程中的完整性；(3)根据飞机长桁结构件特征与设计知识的特点，建立两者之间的映射结构，探讨长桁结构件知识获取的途径和知识嵌入、知识管理的技术手段。在此工作的基础上，建立特征与知识

6、融合的特征模板库，为飞机长桁结构件快速建模提供快速响应的知识与特征模型支持；(4)建立基于特征的飞机长桁结构件快速建模软件系统框架，评估各主流CATIA二次开发工具的优劣，最终选择CAA/RADER18为开发工具，以VS2005C++为开发语言，基于CATIAV5R18平台实现飞机长桁结构件快速建模软件系统的开发。关键词：长桁快速建模，特征技术，参数化设计，CATIA二次开发，特征模板库IABSTRACTStringersareimportantlongitudinalcomponentsintheaircraftstructures.Th

7、ayarewidelyusedinthemanufacturingoffuselageandaerofoilstructures.Therefore,thequalityofaircraftstringermodelingcandirectlyimpactthecomprehensivequalityandcycleofaircraftstructuraldesign.Currently,thefeature-basedspecializedintegratedmodelingsolutionforstringersisunavailabl

8、einthetraditionalaircraftstringerdesignprocess.Thedesignprocessandmodelingmethodareirregu