基于KBE的航空发动机复杂壳体MBD设计模式研究

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1、DIGITALDESIGN数字化设计姒丁～队¨基于KBE的航空发动机复杂壳体MBD设计模式研究StudyonMBDDesignModeofAeroengineCompficatedHousingBasedonKBE中航_丁业西安航空动力控制科技有限公司中国质检出版社【摘要】针对航空发动机泵类及调节器产品结构复杂、孔类特征多、建模过程繁琐、几何信息表达与传递困难等特点，通过对壳体模型数据集及结构的深入探索和研究，在UG平台上开发出适用于MBD技术的知识融合系统，将知识工程、产品标准规范等抽象、分散知识更加形象和集中地表达、实现了设计模式由“基于经验和试错驱动”向“基于知识组件驱动”的转变，从

2、而形成航空发动机复杂产品的创新MBD设计模式，此模式在某国家级重点型号中得到深入应用，提高了复杂壳体产品的设计效率和质量关键词：MBD技术知识工程知识融合系统产品设计特征lABSTRACTlDuetothecomplexstructuresofaeroenginepumpsandgovemors，3Dmodeling，geometricinformationexpressionanddeliveryaremoredifficult．Inordertosolvetheseinconvenience，knowledgeintegrationsystemseemstobeabettermetho

3、dtochoose．Practiceofknowledgeintegrationsystemismainlyintroduced，whichisdevelopedonUGplatformandsuitforMBDtechnol—ogy．Throughthedeepstudyofhousingmodeldatasetandstructure，knowledgeintegrationsystemabstractsthescatteredknowledge，standard，specification，usingagraphicwaytoexpress．Itmakesthedesignmodec

4、hangefrom’’basedonexperience”to”basedonknowledge”．Theknowledgeintegrationsystemiswidelyverifiedatseveralproducts，itshowscomplicatedhousingdesignefficiencyandqualitycanbelargelyimproved．Keywords：MBDtechnologyKBEKnowledgeintegrationsystemProductdesignfeature当前，我国机械制造业信息化发展迅猛，i维数字化设计制造技术得到了深入应用，传统二维工

5、程图为主，三维模型为辅的设计模式逐渐被全数字化设计传递方式所取代，以MBD为核心的数字化设计制造体系提上El程，但与发达国家相比，仍有很大差距，基于MBD技术的产品定义工作尚处于探索阶段。王宇朱煜忻王卫星丁航王培航空、航天、兵器等行业开展了MBD技术的应用与研究，而对于复杂壳体类产品模型的信息表达，一直是困扰各行业推进MBD技术应用的难点，主要表现在产品模型结构复杂导致其信息表达与传递数据量巨大，极易产生标注的“刺猬现象”，造成下游识别与提取信息困难。航空发动机机械液压装置中泵与调节器产品是实现发动机控制的重要组成部分，其设计生产速度直接影响产品研制的周期。由于此类产品零件结构十分复杂，空

6、间孑L隙特征多，传统设计过程重复性劳动多且易出错，设计数据的理解和维护均比较困难。因此，为了缩短产品研制周期，提高产品质量，有必要以三维模型为载体，开展适合于复杂壳体产品的MBD技术研究开发与应用。1基于KBE的MBD模型构架航空发动机控制系统机械液压装置产品的高度复杂性导致在工作过程中出现了建模不规范、模型技术质量水平参差不齐、信息不完整、设计数据重用性差等现象，因此有必要在现有建模软件与管理平台应用的基础上开发基于知识工程的能实现符合标准体系相关内容的T具软件，使设计方法、经验、标准有效地融人产品设计及信息表达过程中，从而提高模型设计质量与效率。通过对航空发动机复杂壳体类产品的建模方式

7、及信息表达方法进行系统研究，综合知识工程思想建立了复杂壳体MBD模型构架，如图l所示。基于KBE(知识工程)的复杂壳体MBD模型构架由基准和坐标、实体模型、尺寸公差和产品注释4部分组成。该构架将相关标准和知识经验融入知识工程，将基于知识工程开发的知识融合系统嵌入到实体建模和产品非几何信息表达中。2知识工程在复杂壳体类产品结构设计中的应用模型设计中特征是最基本的单元，零件由一系列特征元素组成，这些特征的类型和数量取决于产品