先进技术手段在大飞机设计中的应用及展望

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1、：ii：!；三!!：!i燮。△基鱼E△l宦量旦△!．：坌E墨l鱼鲎!匡￡旦丛Q。Q鱼∑先进技术手段在大飞机设计中的应用及展望ApplicationandProspectofAdVancedTechnologyinLargeAircraftDesign王乾平研究员，中航工业第一飞机设计研究院结构所所长，主要从事飞机结构设计工作。中航工业第一飞机设计研究院王乾平先进设计手段是融合最新科技成果，适应当今社会需求变化，在设计过程中所应用的高水平的各种技术方法和手段的总和。计算机技术的飞速发展和广泛应用、信息化与T业化的

2、深度融合，深刻影响着设计生产过程，同时也改变了设计环境，促进了先进设计手段的发展。大飞机是先进设计制造技术的集中体现，反映着时代的进步二68航窄制造技术·2015年第4期在大飞机研制中，应用MBD技术带来了飞机研制方法和模式的变革；基于模块的关联设计技术提高了多专业的设计并行能力；虚拟设计技术、快速建模技术和基于Catia的二次开发工具包的应用，提高了设计的效率和质量。这些数字化技术促进了飞机研制模式的变革和流程不断优化，使信息化管理水平不断提升。DoI：10．16080／j．issn1671—833x．2叭5

3、．04．068随着数字化、自动化、精确化设汁制造技术在大飞机中的应用和实践，以立足国内、自主设计、自主创造为宗旨的中国大飞机设计制造技术也在经历着不断的突破和进步。MBD技术的应用传统的飞机设计依据二维图纸、技术条件等技术文件，通过专业的绘图反映产品的几何结构及制造要求，实现设计与制造的信息共享和传递。20世纪末，随着数字化技术的飞速发展，CAD已从单一的绘图功能发展到应用数字化手段进行i维产品设计，并且在虚拟环境下进行数字化i维设计和装配过程仿真，对产品的定义进行形象化表达，极大地提高了T作效率。但由于设计、

4、制造T程师缺乏对数字化产品非形状信息定义的统一形式化方法，使得传统的二维图纸仍然没有退出历史舞台，即便是数控机加零件，也需要将i维数模转化成二维图纸，以便将仅靠形状无法表达的非形状信息遵循传统的制图标准在二维图上示m。由于产品数据定义以二维和j维形式来共同表述，下游用户(如应力分析、T艺、工装、T人、检验、客服等)在T作之前要花大量的精力和时间认真阅读三维数模和二维图样。特别是对于较复杂的结构零组件，有时会存在二维与i维不一致的问题，甚至有时个别零组件用二维图纸和文字都难以清楚描述，下游用户不得不求助于设计人员

5、去解释。假若按照错误的理解去执行，会：：：基!jE△I基垡基丛i工堕E妄』生型!曼蔓目i!!二立生[．：!!：：!ij21：立il：．：l：!：．j!燮造成费用和时间的巨大浪费，不能充分发挥数字化技术在设计制造中的优势MBD(ModelBasedDefinilion)技术的应用是对传统飞机研制模式的一次变革，美国波音公司于20()4年在787飞机研制中首先使用该技术．．我同在大飞机设计中应用了MBD技术，它是基于三维模型的产品数字化定义，也就是常说的i维标注模型，将传统二维罔纸上的信息在{维立体数模中表述．集成

6、了i维空间尺寸、公差标注和制造要求标注在内的非几何特征信息，把设计的所有信息以i维模型的形式定义，在没有二维t程图纸的情况下，实现对产品特征的描述⋯。在大飞机研制中，跟踪研究MBD技术及其实施方法，建立了相应技术标准规范，新建了技术注释库，改造了标准件库、材料库等基础数据库，开发了针对各擘业设计的一系列支持丁具，建立rMBD模型规范化检查手段，确定J7MBD的技术方案，并在型号研制中全面应用，建立了基于MBD的全i维数字样机。设计_T．程师能够全面、清楚地表达设计意图，实现对产品特征描述；制造工程师能够在脱离厂

7、二维T程图纸的情况下，直观、形象、准确地理解执行设计意图；并且所有的产品定义以信息量的形式传递．实现对产品信息的分类管理，大飞机确定以MBD模型作为制造的唯一依据，设计只发放三维MBD模型，不再发放二维1：程冈，有关设计、制造、检验等信息在MBD模型中表达。设计、制造、检验都依据统一的MBD模型实现信息共享和传递，结束了多年来以二维T程图为制造主要依据的历史，在无纸化的情况下提高上、下游的交互式程度。制造依据的转变对现有的制造技术体系带来重大的冲击与挑战，要求工艺设计、检验规划设计和制造方式及技术进行适应性的改

8、造，促使制造技术体系发生历史性变革，实现了基于MBD的设计制造一体化，标志着中国航空制造业已开始跨人全i维设计制造新时代，具有里程碑的意义关联设计技术传统的飞机设计过程首先南总体外形和布置专业给出外形和布置数模作为结构和系统的设计输入，结构专业据此开展结构设计，系统专业在结构设汁过程中参照结构数据进行管线和设备的布置、系统设计等t作。上游设计的更改往往会引起下游设计的更改，特)；JJ是