航空复杂产品的 CATIA 结构稳健建模方法研究

针对现有建模方法无法有效对航空产品 CATIA 模型进行快速修改与重用的问题,提出了以曲面分割为建模策略的结构稳健性建模方法。该方法通过对父子关系关联传播路径进行分析,找出影响 CATIA 特征模型结果稳健性的因素,即几何元素方向、几何拓扑元素、建模策略。通过研究特征构建时,输人元素的性质和基于此性质的操作方法,实现结构稳健性建模,即通过对外部输人和建模过程中的关键几何元素进行方向控制、创建显式参考代替几何拓扑元素、禁止使用复杂草图、采用基于曲面分割的设计特征模块化建模策略等方式,实现特征模型的快速修改与重用。工程实例证明了所提方法的实用性和可靠性。     

CATIA计算机辅助设计软件的新版本

CATIA计算机辅助设计(CAE)软件是法国达索公司在70年代推出的,现已广泛应用于各种飞机的设计,波音777客机、达索的“阵风”战斗机和“隼”2000喷气式公务机、F-22以及麦道和英宇航合搞的先进的“鹞”式飞机等都在设计中采用了CATIA。全世界制造业中已有4000多家厂商采用了CATIA软件的各种版本。     

基于CATIA三维数模的复合材料复杂曲面展开

采用高斯曲率评估曲面的可展程度,基于复合材料构件的CATIA三维数模,提取三维数模中的铺层信息,生成曲面展开所需要的单层曲面,在CATIA复合材料模块下对铺层曲面进行产品性能分析,确定曲面的不可展性,通过CATIA的"分析与仿真"功能中的高级网格划分模块对单层曲面进行有限元分析,计算出三角网格曲面模型上各点的离散高斯曲率,根据离散高斯曲面曲率最大值所在点,生成将曲面分开的剪口路径,最终将曲面进行展开.     

CATIA V5复合材料设计

CATIA V5为复合材料设计提供了一整套完整而专业的解决方案,包括复合材料本体的设计,DMU/CAE分析、可制造性分析等.本文以蜂窝夹层复合材料为例,介绍了CATIA V5对复合材料从设计、分析到制造的全过程.     

一种参数化轻量化涡轮盘结构的CAD/CAE集成方法

针对一种轻量化涡轮盘结构的特点,分析了参数化CAD/CAE集成过程的文件与输入参数的关联性.编写C/C++程序,利用UG/OPEN API实现参数化建模,通过修改脚本并基于单向流固耦合算法有序调用CAE软件执行脚本的方式实现关联文件与输入参数关联,从而实现参数化涡轮盘CAD/CAE过程自动集成.程序运行效果显示,相比人工执行同样的一次CAD/CAE流程,该方法至少要快54min,说明了该方法有效提高了轻量化涡轮盘的设计分析效率.      

基于CATIA的大曲面复合材料结构设计

在飞机复合材料零件设计中,基于CAD系统的设计复合材料,存在制造变形问题与复杂曲面的铺层展开形状难以确定的问题,通过基于CATIA的大曲面复合材料结构设计,铺层设计的同时就考虑铺层在复杂曲面上的展开形状,从而避免了复合材料存在潜在的制造变形和材料浪费问题。     

基于CATIA二次开发中点误差控制算法实现及其应用

目前,航空企业中普遍存在大型模具曲面加工效率低和加工质量差的问题。为解决上述问题,本文提出了一种以高效的五轴数控加工算法——中点法为基础的解决方案。首先,分析中点误差控制算法的基本原理。然后,基于CATIA二次开发平台,通过利用C++语言编程来实现中点误差控制算法,并集成到CATIA V5的曲面加工模块。最后,以典型的航空蒙皮模具曲面为例进行了加工试验。结果表明,该算法不仅能够大幅提高蒙皮模具曲面的加工效率,而且改进了模具曲面的加工质量,并缩短后续手工抛磨的工作量。可见,该方法具有较强的工程应用价值,且能在航空企业内部进行推广应用。     

强度自动化平台在结构优化设计中的应用

鉴于MDO相关技术在工业中的成功应用,利用其相关技术搭建了强度自动化平台,将其应用到直升机结构优化设计中,并以直升机舷梯门为例,开展结构减重优化设计。根据直升机舷梯门实际结构形式,通过编辑bdf文件实现CAE模型参数化,明确了优化过程中的设计变量、约束与目标。编写Fortran子程序对结果文件进行后处理,自动实现约束判断。采用修正可行方向法(MMFD),对每次的计算结果进行优化判定,最终得到减重优化结果。最后,利用部件级的舷梯门减重优化的成功实现,提出了搭建直升机全机减重优化平台的设想。     

航空钣金模具模面快速建模方法

<正>本文对航空制造领域中普遍存在的曲面缺陷检测、修复及延拓相关问题进行了研究,在CATIA系统平台上开发了航空钣金模具模面快速建模功能,将其应用到钣金模具设计中,工装设计人员可以在较短的时间内建立模面的数字化模型,提高模具的设计效率。目前,航空钣金模具的设计已经实现数字化,模具的模面基于产品曲面进行建模,产品曲面模型在不同CAD系统进行格式转换及导入导出时,由于精度和表达方式的差异,导致出现裂缝、重叠、搭接以及内部孔     

民机典型机翼结构的多层次制造成本模型研究

机翼的结构设计不仅要满足强度、刚度等力学性能要求,还要考虑制造成本因素.纵观国内外主要的成本估算模型,难以找到可以适用于设计全过程各个阶段的成本模型,同时基于历史数据的重量成本法的模型缺乏与主要设计参数的直接耦合,难以在整个设计过程中使用而基于CAE软件的多层次成本模型可以比较好地解决这个问题文中根据飞机不同设计阶段的特点,提出一种新的多层次成本模型的方法,并通过将成本模型直接与CATIA中的参数化模型相结合,建立多个涉及不同细节、又相互关联的递进的结构模型     

第一届航空CAE技术发展论坛

<正>会议主题智能化CAD/CAE集成技术会议内容面向航空产品的CAD/CAE集成设计系统多学科、多尺度CAE仿真技术CAE的平台技术与应用可靠性分析与CAE工程稳健设计CAE在航空、航天工业中的应用     

基于CATIA V5系统的非金属曲面零件展开方法研究

提出了一种应用于飞机非金属曲面零件简便实用的展开方法。基于CATIA V5系统环境下,应用可展直纹面分块拟合零件定义复杂曲面,将零件三维轮廓按拟合直纹面进行分块展开,所得的分块展开轮廓在二维工程图纸环境中依据给定的规则拼接成零件完整展开图形,实现此类非金属曲面零件的展开。分析了展开方法产生的误差,给出了实用的展开精度控制方法,实现了在未进行二次开发情况下,获得满足此类零件工程制造精度要求的二维展开图形数据。     

利用TrueType字体在CATIA V5中建立文字模型的方法

在三维CAD软件CATIA V5中,建立文字的三维模型需要借助DXF等中间格式转换,操作繁琐不便,而且曲面质量不高。通过对流行的True Type字体的研究发现,其用于描述字形的贝塞尔曲线在三维建模软件中十分常用。针对这一特点,文中利用CATIA V5二次开发技术,通过调用True Type字体相关的API函数读取文字轮廓数值,在CATIA V5中实现了文字轮廓草图的快速绘制,以建立三维模型。利用该方法编制了相应工具用于零部件设计工作,取得了良好效果。     

基于CATIA的飞机驾驶员脚部舒适性研究

针对飞机驾驶员的脚部舒适性问题,提出了一种脚部舒适域算法,并以CATIA软件为平台通过CAA(组件应用架构)二次开发方式实现了三维图形化显示.和人机工程学分析软件JACK生成的脚部舒适域进行了对比验证,验证结果表明提出的脚部舒适域算法正确,计算结果符合GJB4856-2003中相关人体几何数据.通过在CATIA软件上的实现,为工程设计人员在设计飞机电子样机时脚蹬位置设计的合理性提供依据,拓展了CATIA软件在人机工程学领域的应用.同时为其它行业各种脚踏板位置设计提供参考.     

集成于CATIA的大尺寸测量软件系统

利用CAA对CATIA软件进行二次开发,设计开发了集成大尺寸测量软件系统。作为CATIA的增值应用系统,与CATIA环境完全融为一体,实现了设计信息与测量信息的统一管理和互操作性,为工程设计、工艺和质量等部门协同工作提供了技术支持。     

基于CATIA复合材料铺层设计

复合材料预浸料铺层成型易产生皱褶或凸起,而铺层设计是关键。以飞机双曲面罩类零件为例。运用CATIA复合材料设计方法,先通过对零件进行产品性能分析,确定曲面的不可展性;再对单层曲面进行网格离散化处理,计算出网格曲面模型上各点的高斯曲率,根据曲率最大值所在点确定剪口路径,最终将曲面进行展开;通过模拟铺层成型试验,对展开样板的准确性进行验证,有效地避免了皱褶或凸起的出现。     

PDM技术在机械可靠性设计分析中的应用研究

多领域工具集成是复杂产品虚拟样机设计仿真需要解决的技术问题之一.提出了一个面向服务集成、具有良好开放性、基于标准的、即插即用的机械可靠性设计分析多领域工具集成平台,以及基于产品数据管理(PDM)技术的机械可靠性设计分析虚拟样机体系结构.讨论了如何面向模型数据管理实现设计和协同分析过程中CAD/CAE工具与PDM的综合集成.最后,以某空间结构锁系可靠性设计分析为例,简要介绍了基于CAD/CAE工具的机械可靠性一体化设计、分析方案,以及如何采用应用封装技术实现基于PDM的机械产品可靠性协同建模和分析.     

适合非IBM工作站的CATIA修订版

波音,空中客车公司以及其他一些飞机设计公司广泛使用的CATIA计算机设计软件,现已可在非IBM计算机上运行,这是IBM及达索系统公司在方针上作出的一项重大改变。在由达拉特奇公司组织的CAD/CAM/CAE会议上,IBM及该软件开发商达索公司称,他们已经在发行最新的CATIA,这些软件既可在IBM计算机上运行,也可在HP900工作站上运行。同时,CATIA还将很快     

壁板外形曲面展开及其在展开建模中的应用

在飞机制造领域，飞机翼面大多为不可展曲面，所以无法对翼面进行精确的展开，只能通过某种算法近似得到其展开面。本文采用纯数学的曲面展开方法，展开过程中不考虑材料的力学性能，只对曲面进行几何分析，从而计算出其展开平面。本文介绍了曲面的展开方法，并利用CATIA软件的功能，以Visual C＋＋为平台，编写了曲面展开程序，并举例说明曲面展开程序在壁板展开建模中的应用。