基于CATIA装配件位置信息提取与重构技术研究

工艺人员处理基于全三维信息模型大型装配件的全部信息比较困难,需要将有用的零件信息和装配位置信息提取出来然后装配成小的装配体.结合CAA/CATIA二次开发平台,提出了可以提取出零件信息和零件位置信息并帮助工艺人员准确重构装配体的方法,保证了零件位置信息准确性和零件装配信息的准确性.该方法提高了装配工艺质量和效率,在实际飞机制造过程中具有一定的使用价值.     

基于视觉信息的无人机自主着陆过程姿态角简化计算方法

研究了一种基于地平面算法的无人机着陆过程中姿态角估算的改进方法。通过地面坐标系到摄像机坐标系的转换矩阵、机体坐标系到摄像机坐标系的变换矩阵、机体坐标系到地面坐标系的变换矩阵求解,确定无人机的姿态信息;利用无人机着陆过程中跑道的图像地平线和跑道数据等特征提取,在获取摄像机姿态角的基础上,计算无人机的滚转角和俯仰角,用跑道特征来估算无人机偏航角;通过矩阵变换解算出无人机的姿态角,并通过仿真进行了实验验证。该方法对摄像机的安装位置没有特殊的要求,解除了传统方法对摄像机安装位置的限制,简化了无人机姿态信息的求解方法。     

有限元网格模型装配技术研究

针对复杂装配体有限元网格模型手工装配难度大的问题,提出了CAE环境下基于工程语义的带装配约束关系的有限元网格装配方法。对有限元网格模型进行自动分组,通过建立CAD装配本体和CAE装配本体之间的映射关系,将CAD的装配约束类型转换为几何位置关系,将这些关系转换为网格模型的装配定位变换矩阵,在对PATRAN二次开发的基础上,通过实例验证了方法的有效性。     

曲面薄壁零件柔性装配定位系统设计与实现

针对曲面薄壁零件装配过程中存在定位难、易变形的问题进行了研究,建立了基于多点技术以及数字化虚拟装配技术的曲面薄壁零件柔性装配定位系统,实现了薄壁零件定位可靠、不易变形的柔性装配。研究提出了曲面定位点坐标的求解方法,并按照该方法提取工件曲面的几何信息,确定装配定位点,将定位点的坐标转化为定位系统的坐标,形成坐标转换矩阵,将转换矩阵中坐标的位移量转化为伺服电机的转动量。研究结果为更有效解决柔性工装的优化设计问题提供了必要依据。     

基于CATIA软件AUTOMATION技术的试验场景自动装配设计

介绍了在CATIA软件平台采用AUTOMATION技术,综合应用CATIA宏及其Visual Basic编程语言,调用CATIA的部件设计（Part design）和产品装配（Product Assembly）功能模块,进行试验场景自动装配的CATIA软件的二次开发方法。通过试验现场的初步应用,验证了该方法的可行性和实用性。     

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。     

激光跟踪仪与机器人坐标系转换方法研究

为了快速准确求解激光跟踪仪与机器人坐标系转换参数,提出了一种基于工具标定与公共点转换相结合的坐标转换方法。首先,将靶球固定在机器人末端工具上,控制机器人示教6个不同位置,并同时用激光跟踪仪测量球心坐标;然后,采用基于距离约束的方法计算靶球在机器人基坐标系中的位置;最后,采用基于罗德里格矩阵的最小二乘迭代法进行坐标转换。试验表明:该方法操作简单,能够避免拟合误差的影响,提高坐标转换精度。     

基于流场/声爆耦合伴随方程的超声速公务机声爆优化

基于自主研发的大规模并行结构化网格CFD求解器PMB3D以及并行化伴随方程求解器PADJ3D，开展了流场/声爆伴随方程的求解研究。首先采用标准算例，对内部CFD代码PMB3D软件和声爆预测代码进行了声爆计算可信度验证，以及声爆强度对近场声压梯度的校核。针对并行环境下多块对接网格的近场声压提取操作的复杂性，提出了"包围盒"的方法实现并行环境下近场声压装配单元编号、网格块编号以及对应的进程编号确定，基于声爆计算坐标将并行传递的数据进行一维排序，为声爆预测、伴随方程以及梯度求解提供输入条件。通过线性插值雅克比矩阵实现均匀坐标系梯度信息向非均匀坐标转换，并进一步根据结构化网格特征提出了插值原则，简化了近场声压转换雅克比矩阵的变分。通过装配单元记录，实现声爆强度对流场守恒变量的变分结果向各个进程装配，将装配结果作为流场伴随方程的右端项实现流场声爆耦合伴随方程的求解。此外，对小型超声速公务机开展了声爆优化，对比分析了设计前后的声压及其频谱特性。     

飞机装配自动制孔过程仿真数据生成方法及应用

针对飞机装配自动制孔过程仿真,提出了一种仿真数据的计算生成技术,通过编写软件解析自动制孔设备的加工指令,计算设备在制孔过程中的机构运动数据,CATIA系统读取数据后可以实现自动制孔过程的仿真。     

基于CATIA软件的舱门机构曲柄有限元分析

概述了CATIA软件有限元分析过程,应用虚拟部件简化舱门打开机构,使复杂的装配部件的有限元分析简化为单个零件的有限元分析。在理想误差范围内,将CATIA软件的有限元模拟结果与NASTRAN软件模拟结果比对分析,针对CATIA软件分析得到的应力集中数据,提出了供设计参考的数据处理方法,并通过试验验证该方法具有一定的有效性,对结构设计人员具有一定的参考价值。     

基于数字样机的民用飞机发动机安装位置确定方法研究

基于CATIA软件,以民用飞机发动机翼吊式安装布局为例,提出了通过建立飞机坐标系和发动机坐标系,确定发动机坐标系在飞机坐标系内的位置,从而确定发动机相对于飞机安装位置的方法,结合飞机和发动机的两种典型状态(巡航热态和地面冷态),介绍了发动机安装位置的表示方法和具体确定过程,为民用飞机发动机的集成安装设计提供参考。     

确定航天器姿态的特征矢量法

本文介绍一种确定航天器姿态的最小二乘法。它通过在航天器本体坐标系测得的观测矢量及在某一参考坐标系计算的矢量,计算出此两坐标系之间的转换矩阵。     

复杂通道类零件五坐标加工全局干涉处理方法

 针对复杂通道类零件五坐标端铣加工中全局干涉问题,提出一种基于临界约束与临界位置精细化的干涉处理方法。通过分析刀杆碰撞干涉特点,以切触点处垂直于走刀方向平面与被加工曲面交线为基础,计算刀具的初始临界位置。在零件坐标系下,建立自动编程刀具轮廓函数,基于初始临界位置,选定与刀具临近点集。在刀具坐标系下,采用距离监视的方法计算点集到临界刀轴的距离,判断干涉点集,计算与之对应的刀具旋转角度集,选取最大的旋转角,从而确定出无干涉刀轴矢量。算例结果表明,该方法能够快速确定干涉检测范围,准确生成无干涉刀位轨迹。     

面向多种复杂零件的高精度人机协同装配系统

实现复杂三维结构体及小刚度零件的自动装配是极其困难的,为了解决此类零件难以夹持以及夹持变形的难题,分别设计了针对复杂结构的本体件快换夹持器和针对小刚度零件的气囊柔性夹持器以及针对微小平板类零件真空吸附式夹持器,并融合高精度调整技术以及合理的检测技术,设计了一台面向多种复杂零件的高精度人机协同装配系统。使用Abaqus仿真计算了气囊柔性夹持器对小刚度零件夹持变形的影响,零件特征面的弹性变形仅为1μm。通过装配间隙仅为32μm的轴孔对位装配实验,证明了该装配系统能完成零件间2μm~3μm高精度装配。该装配系统能够解放劳动力,提高生产装配的自动化。     

基于CATIA和ADAMS的单级可调静子叶片系统仿真分析

以单级可调静子叶片系统为研究对象,运用虚拟样机技术在CATIA中建立单级可调静子叶片系统的三维实体模型,然后将其导入到ADAMS中进行运动学和动力学仿真,并分析仿真结果,验证了机构设计的正确性。与用其他CAD软件建模相比,在CATIA中建模能够自动将装配体中的约束转换为分析模型中的运动副或约束,大大方便了仿真设计,提高了设计效率。     

某型飞机起落架舱门数字可视化装配系统的设计研究

提出一种飞机数字可视化装配的设计方法和实现原理。在CATIA数字模型基础上,运用MAYA实行动画及渲染,以VisualC 为平台建立数字化装配的整体框架,用C 语言引入装配相关零件的各种信息,通过对这些信息的处理实现虚拟环境下飞机舱门的数字化装配。     

基于MBD的装配工艺辅助模型快速生成技术研究

在全三维信息模型中,标准件位置通过理论外形上的点表示,而在实际生产中有时要求能快速批量将理论外形上的位置信息转移到其他相关装配件上,并根据工艺要求进行规范性的结构树添加。针对目前装配工艺模型快速生成技术存在的问题,提出了标准件位置信息批量转移算法,结合CAA/CATIA平台,完成装配工艺模型快速生成系统软件,实现了标准件位置由理论外形到结构件的快速批量转移和辅助模型的快速自动标注,规范了建模过程和辅助模型的结构树。     

产品

厂商:Dassault Systems代表产品:CATIA V5 CATIA V5模具设计解决方案以标准的Windows操作习惯、统一的用户界面提供以模架目录库访问功能为基础,通过对模架及其关联部件的智能实例化,支持模具零件和装配的自动配置。该解决方案能够让客户直接使用以下标准目录库:DME、DME-AMERICA、EOC、FUTA8A、MISUMI、NATIONAL、RABOUR- DIN、STRACK等。     

飞机钣金零件弯边自动展开系统

由于飞机钣金件的复杂性,普通钣金展开软件不适合该类弯边零件的展开.本文分析了飞机钣金零件独有的特征,研究开发了基于CATIA环境下的飞机钣金零件的弯边自动展开系统,提出了一套特有的法向截面展开方法和下陷处理方法,并以实例说明零件的展开过程.     

大型飞机复合材料双曲面组件的装配

阐述了产品生产中,通过可预见性的模型计算与数字拟合装配、气动外缘公差尺寸链的分析,制定零件公差状态、调整工装设计补偿量、进行数字化工程数据控制,进而在装配过程中采用多种数字化手段:如激光跟踪仪的使用,CATIA的现场数字拟合产品零件最优装配等,进行数字装配时的工艺补偿.此种装配方案能够减少或避免干涉,确保按规范要求顺利完成复合材料结构件的装配;降低了组件的超差率,从而节省产品的生产成本;减少了装配过程中的误差累积,能够把产品的气动外形控制在设计要求公差的十分之一.