基于CATIA的飛機結構件參數化設計研究

郭禹彤

摘 要：隨著飛機數量的增加、性能的提升，不僅保證了國家的安全，同時也提高了我國在世界的地位、戰斗能力。對此本文就基于CATIA的飛機結構件參數化設計，結合其建模等內容進行分析，希望對我國科學技術水平的提升，起著積極促進的意義。

關鍵詞：CATIA；飛機結構件；參數化設計

目前針對于飛機制造，常采用CATIA軟件，經過對其飛機框、梁等構件進行參數化設計，從而更好地提高我國的飛機設計能力、制造能力；為我國政治的獨立、經濟的穩定發展，奠定良好的基礎。

1 CATIA概述

CATIA也被稱作是交互式CAD/CAE/CAM系統，開發公司為法國達索公司；CATIA系列產品在航空航天、汽車行業、船舶制造等八大行業，能夠提供數字化的參數設計，以及模擬解決方案；同時CATIA最初也起源于航空裝備設計和制造，對此基于CATIA的飛機結構件參數化設計，是非常成熟和完善的。首先對其CATIA軟件進行二次開發，借助原開發公司提供CAA開發工具，完成二次開發；主要的方式是在CAA開發工具的基礎上，借助COM、0LE技術、各種API接口程序，在RADE開發環境，對其CATIA產品進行再開發。此種開發方式能夠使其設計的程序更加標準化。

2 建模

飛機結構由機翼、機身、尾翼、起落裝置、動力裝置構成，在機翼、機身部位，需要采用大量的構件；且構件設計的合理性，直接關系到飛機的穩定性、工作質量；對此飛機結構件參數化設計，是一件復雜且繁瑣的過程，且涉及的內容較多，同時還會經常反復應用已存在的類似特征，對此加強此方面的研究，是非常有必要的。首先以CATIA設計軟件為基礎，構建一個特征模板庫，為設計應用奠定良好的基礎。此程序之前，需要設計人員根據以往的經驗，構建常見的、反復應用的特征模板；在CATIA設計軟件的基礎上，將參數等屬性填入到軟件內部的編輯知識模板中；最后當設計人員需要指定特征時，會在模板庫內對參數尺寸等進行適當的驅動修整，使其符合所需特征的要求、條件。針對于零件特征相對繁瑣時，且建立的特征庫全尺寸驅動設計方法不合適時，就需要技術人員建立相應的繁瑣特征模型，對其零件的組成、屬性進行明確，然后對其實施分解與細化；同時分解后的零件特征，必須含有指定的幾何、工程意義，其特征能夠還原。采取此種方式，即在特征單元的基礎上進行特征模板建立的方式，能夠在保證建模速度的同時，還能保證尺寸參數屬性的設置，保證參數化設計工作順利進行。

3 交互式參數化界面開發

（1）CATIA軟件中的命令，大都能夠在菜單中找到，操作具有一定的簡易性和方便性，對此，設計人員首先就要為其設計系統，進行菜單命令工具條超鏈接，像命令選項、懸浮命令按鈕等進行構建制作。同時CAA工具的應用，能夠提供菜單條添加、下拉，以及復選、單選按鈕組的添加等功能；按鈕組、添加工具條命令等。要想獲取參數化設計系統的交互式界面，只需菜單欄中，點擊“參數化設計系統”命令工具條按鈕，此條命令交互式界面，由模型圖、特征模板選擇、參數設計區域組成。在模板選項上，進行指定特征模板的選擇，此時在界面上的右上角會出現相應特征模板的圖例，在示意圖上會標注專門尺寸參數，并在設計參數區域，進行一系列的顯示，此些參數尺寸即為特征模板的初始參數。其中參數化設計系統界面如圖1所示；

（2）檢查參數設計區域內，相應顯示的特征模板參數是否滿足所需要求；若是符合即可生成模板，若是參數設計不符合所需模板特征的要求，選擇界面最下面一行中的讀取數據命令工具條，在Excel數據表中，選擇所需的參數組，此時在參數設計區域，就會自動顯示設計參數；檢查設計參數是否合理，若是合理選擇生成模型按鈕，此時在交互式界面，就會自動生成所需的特征模型。設計人員設置的尺寸參數組，在選擇保存數據按鈕后，系統會自動保存數據，為以后的應用奠定良好的基礎；但是當設計人員設定的參數尺寸不合理時，系統會進行提示，需要設計人員重新進行參數尺寸設置，最后將其數據保存到 Excel表內。

（3）重復以上程序操作，進行其他飛機構件的參數化設計，最后將槽、孔、筋等特征，與其基體特征進行結合，就完成了整個構件的參數化設計，同時也要加強整體飛機構件參數化設計組合特征的檢查，從而更好地保證飛機的安全性、可靠性。

4 總結

綜上所述，通過對基于CATIA的飛機結構件參數化設計分析，發現其應用參數化設計方法，可以顯著地提高設計效率、零件模型可讀性，保證飛機整體結構的安全性、經濟性，同時也大大降低了以往建模的誤差影響、工作負擔、建模時間以及設計成本等，但飛機設計、制造難度較大，性能等關乎著國家的安全、政治以及經濟等問題，對此需要專業的設計人員、技術人員進行操作，從而更好地推動我國航空航天裝備設計、制造行業的發展。

參考文獻

[1]梁振剛，程學朋.基于CATIA的飛機結構件參數化設計[J].成組技術與生產現代化，2012，（2）：55-57.

[2]程學朋.基于特征的三維模型參數化設計[D].沈陽理工大學，2012.