基于模型定义的飞机全三维设计实现技术

纵观全球飞机研制,随着信息技术和计算机技术的快速发展,国际最新的在研飞机普遍采用全三维设计技术,彻底取消二维图纸,所有零部件的三维设计作为唯一权威性的数据集,供用户的所有后续环节使用.采用全三维数字化设计方法,通过在线关联设计和并行产品定义,不仅能提高协同效率,而且能摒弃传统设计方法中大量二维图纸,提高了飞机协同设计效率,推动了飞机制造业的数字化变革.采用三维实体数字化模型进行预装配,能最大程度地减少设计错误,提高设计质量,结合设计信息和制造信息,进一步缩短飞机研制周期. 波音公司在梦幻客机787的研制过程中,要求全球合作伙伴采用基于模型定义(Model Based Definition,MBD)作为整个飞机产品制造过程中的唯一依据,即在虚拟环境中设计、构建和测试787飞机生产前的数字化制造工艺,通过生产现场的网络终端传递制造数据,实现波音787全三维研制,并最终取得了成功[1].     

基于知识重用的飞机典型零件设计资源管理与应用

为了解决飞机设计中相似零件重复建模,设计知识缺乏管理等问题,结合现代飞机设计全三维数字化技术,提出了基于知识重用的飞机设计典型零件资源的知识化管理和智能化应用思路,为企业零件类资源的管理和应用提供参考。     

基于三维信息模型的飞机复杂零部件快速检测技术

本文论述了基于三维数字化模型的飞机零部件快速检测的方法,结合数字化检测装备,探讨了飞机复杂零部件在几何工程量、装配过程中实现快速检测的技术路线,并根据飞机数字化研制的需求,提出了数字化快速检测技术应用的研究重点.     

CATIA装配模型动态重组技术在飞机协同研制中的研究与应用

围绕飞机产品数据管理的特点,首先分析了基于全三维设计的协同研制方式,梳理了异构系统中模型动态重组技术的应用流程,然后通过研究全三维环境中记录CATIA装配模型信息的位置矩阵及其原理,定义了描述产品组织结构的XML格式,建立了基于位置矩阵的装配模型重组技术;最后明确提出了模型动态重组系统的实现途径。工程实践证明,该方法满足型号研制的工程需求,具有良好的应用价值。     

不同外形建模方法对机翼气动特性的影响

飞机设计和制造过程中外形建模方法对飞机气动特性有较大影响。针对一种大型商用飞机机翼外形方案,基于样条曲线曲面理论,以内外翼整体或分段造型、调整曲面特征截面数量等不同方法进行三维外形建模,同时借助CFD数值计算得出巡航状态下各外形的气动参数,对比分析几种建模方法对机翼外形和气动特性的影响,并总结出一些关于飞机机翼外形建模的基本原则,对飞机设计和制造工程有一定参考价值。     

飞机三维AO文件快速构建方法研究

针对飞机数字化制造中三维装配大纲编制过程繁琐、信息提取困难、容易出错等问题,采用知识工程的理念和智能检索技术,研究了在MBD技术应用背景下快速构建三维AO的方法。对三维AO编制过程中快速获取MBD模型中工程信息的方法以及对制造资源、工艺知识库的快速引用方法做了深入研究,并在此基础上开发了AO快速构建平台,实现了三维AO的快速构建。     

参数机制方法在工程型号中的实际运用

立足于飞机结构大部段,系统提出一种建模的参数机制方法。总结了当前基于参数化设计方法中的一些典型逻辑思路。通过对基本原理和规律进行析和对比,结合计算机三维建模的相关知识以及实际工作中反复的实践,建立了一套针对国产飞机的三维建模方法。该方法立足于成熟的商用平台CATIA,鲁棒性高、操作性强,填补了国产飞机设计阶段建模方法的空白,提高了飞机设计研发效率,通过实际运用,论证了该方法的可行性和实用性。     

三维设计推动飞机数字化研制技术的全面应用

纵观全球著名飞机公司的发展,全三维数字化技术在近几年各类飞机的研制中得到迅速发展和深入应用,已成为企业发展、流程优化、技术进步、核心能力提升的核心引擎。全三维设计技术推动了飞机数字化研制技术的全面应用。     

飞机全三维快速响应试制应用技术

提出了在飞机研制中采用全三维快速响应试制技术,以全三维数字化设计数模为核心,三维设计、三维制造、三维检验的技术体系。这种技术体系设计/工艺高度并行,单一数据源时时共享,并作为唯一依据贯穿飞机研制全生命周期,"边设计、边制造",制造技术前移。在新型研发平台上建立了以设计与制造一体化为核心的快速试制技术体系,在新技术应用上上了一个台阶,重量控制精准、试制流程简捷、技术体系先进、技术手段实用,实现了"好、快、廉"的设计目标。     

某飞机进气道的建模研究

某飞机进气道外形设计较复杂，为满足三维建模的需要，利用了B样条方法，NURBS方法和自行编制的DTD程序，对该机进气道的外形建模开展了应用研究。研究结果较真实地反映了进气道外形的设计特点，较成功地解决了全机三维建模难点，并可作为有关专业应用的外形平台。     

基于全三维信息模型的复合材料成型工装设计系统研究

随着数字化技术应用的不断深入,新一代飞机在设计阶段将逐步采用全三维设计技术,这就要求下游的工装设计也基于这种模式,因此,在新的研制模式下,提出了对基于全三维信息模型的工装数字化设计技术的迫切需求。本文介绍了基于全三维信息模型的复合材料成型工装设计系统的总体方案、关键技术、执行流程及实现方法。     

管路系统全三维关联设计技术研究及应用

深入研究了管路系统全三维关联设计技术的理论及应用,在飞机管路系统设计过程中取消了二维工程图的辅助,采用三维模型对管路系统进行全面的定义,实现了管路系统的全三维关联设计。在很大程度上降低了设计人员的劳动强度,提高了设计效率,该技术的应用对于传统的飞机系统设计是一次巨大飞跃。     

基于OpenGL的飞机飞行实测数据可视化研究

为实现飞机飞行历程实测数据的可视化,并检测飞行数据是否满足飞行大纲要求,运用OpenGL (Open Graphic Library)技术,研究了飞机的三维模型建模方法、特殊场景的生成技术和三维模型的实测数据驱动;建立了飞机的三维模型和飞行场景.基于飞行实测数据驱动方式,实现了飞机飞行历程数据的多视角可视化,直观地再现...     

飞机结构数字孪生关键建模仿真技术

飞机结构安全性设计思想经历了从静强度设计、安全寿命设计、损伤容限与耐久性设计到单机追踪的演变,未来有进一步向结构数字孪生的方向发展的趋势。飞机结构数字孪生是数字线程驱动的,多学科、多物理、多尺度、多保真度、多概率的模拟仿真系统,采用在线传感器监测、离线地面检查、飞机运行历史等多源数据,反映并预测对应飞机结构实体在全寿命周期内的行为和性能,有望革新现有的飞机结构使用和维护模式。面向疲劳寿命管理,提出飞机结构数字孪生的5项关键建模仿真技术,分别是载荷和损伤的数据获取技术、多尺度建模和力学分析技术、含裂纹复杂结构的精确高效仿真技术、基于降阶的数字孪生高效建模技术和考虑不确定性与多源异构数据的剩余寿命评估技术,并详细探讨这五项关键技术的研究现状与发展方向,为飞机结构数字孪生的系统研究与工程应用提供参考。     

飞机燃油智能诊断系统的开发与研究

飞机燃油系统是飞机的重要系统之一,关系着飞机的使用安全,由于燃油系统的工作特性,燃油系统故障检测存在着工作效率低、资源需求大现状。因此,开发一种飞机燃油智能诊断系统有着极其重要的研究价值和工程应用的意义。文中采用模拟控制技术结合系统实施监控,突破模拟供输油控制、系统状态实时监控、总线数据采集和传输等关键技术,完成理论研究及建模,装备硬件设计及软件开发,实现传感检测、状态监测、故障预测及诊断排查等功能于一体的通用型飞机燃油系统智能诊断装备样机研制。文中描述的飞机燃油智能诊断系统的开发和研究方法及工作,为全机健康管理系统的发展提供理论依据,该系统的设计理念,能够大大提高飞机燃油系统故障定位的排查效率和准确性。     

基于三维模型的飞机数字化快速检测技术研究

随着飞机数字化设计与制造技术的发展,大型整体结构件用量的不断增加,以及民用飞机经济性与安全性要求的日益提高,对产品的制造精度也提出了更高要求,使产品检测难度日趋加大,从而对测量技术提出了新的需求,传统的测量技术已难以满足飞机零部件快速、高效、高精度检测要求.当前基于三维模型的数字化检测技术应用已成为打通飞机复杂零件与大尺寸零部件数字化设计、制造、检测一体化流程,提升检测效率与水平的关键环节.     

复杂产品数字样机开发的关键技术

为研究复杂产品数字样机开发中的关键技术,本文以航空发动机为例,对其数字样机的建模、装配和关联设计方法进行了分析.首先,基于CAD软件,建立了航空发动机零部件三维模型;其次,对上述零部件进行了子装配与整机装配,并对其过程中的轻量化模型、约束关系和干涉检查等问题进行了研究;最后,通过WAVE技术,实现整体叶盘的关联参数设计...     

基于CHS的航空线束工艺设计系统

针对新一代飞机电气专业在产品设计端采用Mentor Capital平台进行全数字化工程数据发布的特点,在下游的工艺设计端采用对设计数据进行批量结构化处理并与工艺校验规则相融合的策略,提出了基于CHS(CapitalHarnessSystem)的飞机线束工艺设计系统方案。通过深度定制的工艺模块及智能匹配技术实现产品设计的工艺规则校验并构建了电气线束工艺设计端平台,满足新一代飞机数字化敏捷制造的要求。     

飞机三维数字化装配工艺设计与管理技术

通过对飞机三维数字化装配工艺设计与管理技术体系和关键技术的阐述,构建了飞机三维数字化装配工艺设计与管理系统,并与PDM系统进行了有效集成,实现了飞机装配工艺的三维可视化AO编制和数据集成管理,为进一步提高飞机三维数字化装配工艺设计与管理的水平、质量和效率,实现工程应用提供了一种可行的思路。     

全三维飞机设计技术及其应用

全三维设计技术(Full Three-Dimensional Design)不仅带来了飞机研制模式的改变,而且成就了新的高效的飞机设计手段,主要包括样机的在线设计技术、关联设计技术、基于成熟度控制的并行协同设计技术等,为航空工业数字化技术体系化的应用打下了坚实的基础。