【CATIA】飛機起落架參數化建模的實現

2016-11-03  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

起落架是飛機的重要組成部分,是飛機在地面停放、滑行、起降和滑跑時用于支承飛機重量、吸收撞擊能量的飛機部件。飛機起落架的作用主要為承受飛機在靜止狀態時的重力以及起飛和降落時的沖擊力,控制飛機在地面運動。

飛機起落架型號眾多,造成起落架的設計、加工文檔繁多,可擴充性差,維護性低,從建模到加工周期時間長,直接影響了產品的生產效率。

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

參數化建模以CATIA(Computer Aided Three-dimensional Interactive Application)建模軟件為建立三維模型的平臺,以VB(Visual Basic 6.0)語言為系統二次開發語言。對飛機起落架零件進行建模時錄制宏,在三維建模完成后,對宏進行編輯處理,重新設定特征參數的尺寸參數,通過VB建立起的快速建模界面與CATIA相鏈接,從而實現飛機起落架零件的快速建模。

實踐應用表明,此快速建模系統能夠縮短建模周期,提高起落架的設計、生產效率。

系統開發工具、

1系統開發平臺CATIA V5 R17

CATIA計算機輔助三維交互式應用系統是由法國達索系統公司(Dassault Systemes)和美國IBM公司共同推出的集CAD/CAM/CAE于一體的三維設計系統,該軟件能夠在Windows 98/Me/2000/XP以及Unix等平臺上運行。

目前在多個行業中獲得了廣泛的應用,在航空航天行業尤為突出,被很多CAD/CAM領域的資深咨詢專家評價為第4代CAD/CAM軟件,代表了CAD/CAM未來發展的方向。

2系統開發語言Visual Basic 6.0

Visual Basic是美國微軟公司推出的在Windows環境下使用的應用軟件開發系統,是一種基于Basic的可視化的程序設計語言,其特點是適合于面向對象程序設計。VisualBasic一方面繼承了以往Basic語言所具有的簡單、易用特點,另一方面在其編程系統中采用了面向對象、事件驅動的編程機制,更提供了一種所見即所得的可視化程序設計方法。

3CATIA二次開發

CATIA系統是良好的二次開發平臺,對CATIA系統進行二次開發,可以開拓出更多的專用模塊,進而解決在CATIA全面應用中的專用設計、數據處理等問題。

二次開發可設計出更簡潔的操作界面,可集成專業設計人員的豐富經驗,使一般的設計人員能夠快速地使用它來進行產品設計,提高了整個設計過程的效率和質量。

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

 

CAA C++和CAA Automation開發模式對比

二次開發時,采用CAA C++技術能夠在更深層次上開發出功能更為強大的系統;CAA Automation技術沒有CAA C++技術難度大、強度高,但是在設計一些功能簡單的系統,完全可以滿足要求,而且CAAAutomation技術在學習的時候相對容易掌握。

在開發此參數化建模系統時,采用CAA Automation技術能完全滿足本系統的設計要求。

數化建模實例

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

 

 參數化建模流程

1 建模分析

在參數化建模前,首先要認真審視圖中的各個參數,能夠準確地找出影響防扭耳片的特征參數,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,在工程中沒有特別要求的時候則可以忽略,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個特征參數。

2 提取參數化條件

在建立防扭耳片三維模型時,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閉宏的錄制。用宏自帶的編輯功能打開宏,記錄下特征參數,以備后用。

3 VB定制界面

使用VB制作一個能容納提取的特征參數和所對應數據的輸入框,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,可以根據具體情況來安排界面布局。

4 調用CATIA API

定制好參數化建模的界面后,要使輸入對應特征參數的數值能夠驅動CATIA快速建模,需要在VB和CATIA之間建立鏈接,這也是本系統設計的關鍵環節之一。

創建VB與CATIA的鏈接,主要使用CreateObject和GetObject 2個函數作為本系統的鏈接函數,創建獲得對ActiveX對象的引用。用VB啟動CATIA的代碼如下:

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,而每個特征參數與具體輸入的數值的鏈接,就是在建模時用宏命令錄制下的程序中找出相關的特征參數所對應的參數。

在零件實體造型部分,最重要的就是保證相關參數引用的一致性。為提高工作效率,減少建庫的工作量,本系統擬采用編程的方法,將所有要修改的參數生成數據文件,通過讀入的方式一次性將所有的參數進行修改。

修改后的特征參數將被保存在特征庫中,系統將重新自動生成新的圖形。在修改1個尺寸后,圖中的相關尺寸會自動更新。

整個系統設計完成后可以在參數建模布局效果圖中輸入新的模型數據,點擊創建按鈕即可生成修改數據后的防扭耳片模型實體。

結束語

針對飛機起落架在傳統三維建模中存在的耗費時間長、效率低的問題,利用CATIA軟件作為二次開發平臺,開發出實用的飛機起落架參數化建模系統,該系統已經在某重點型號飛機起落架參數化建模過程中得到了應用,達到預期效果,并得到了一致好評。

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