技术原理:
航空全三维设计效能包在结合产品设计流程的基础上,通过分析研究大中型飞机结构件几何设计特征,分析不同类型零部件设计特点,研究全三维设计模板、零件规范化检查和左右件对称等关键功能,集成已有的设计知识经验,减轻设计师的重复劳动,开发适用于产品研制的全三维设计工具,建立了飞机零部件设计知识库,实现知识驱动的飞机零部件智能设计与建模。
性能指标:
1)全三维设计模板:基于模板的结构树设计技术,在零件特征树上组织和 管理零部件的非几何信息,实现多型号、不同类型全三维设计模板的规范化创建。同时,与零件编码库、材料库、工程附注库及标准库等实现信息共享交互,能够支持产品快速编码,辅助设计快速获取所需信息。
2)通用附注管理:实现不同类型零件及装配件的热处理、表面处理、无损 检测、油漆涂层等工程注释信息的组织和管理。通过自动创建通用附注,能够减轻用户的工作量,规范通用附注的格式。
3)规范化检查:零部件规范化检查面向数字化设计与制造,解决手工状态下 MBD 模型检查过程中工作量大、效率低的问题,快速准确地检查产品设计模型的规范性和合理性,包括零件编码检查、零件属性检查、模型设计过程检查、 规范化自动修改。
4)DMU 属性信息提取:实现重量、材料、版及对称性说明等关键属性信息在特征树中自动填写,再利用 CATIA 本身提供的通信机制,将属性存储至系统对应字段中,支持零部件 EBOM 自动生成。
5)左右件对称:通过研究全三维关联设计环境下的 CATIA 软件零件复制、镜像及保存机制,零件实体抽取技术,建立零部件节点及实体、左右件对称链接平面自动创建方法,实现基于左件的右件快速创建,驱动设计及更改快速传递,支持材料及重量等属性的提取。
6)典型结构件快速建模:建立典型零件特征设计模板库;进而应用 CATIA 二开发及知识工程技术,构建基于特征的典型零件快速设计工具,实现基于特征的典型结构件规范化、最优化快速设计。
创新点:1)提出了一种结构件基于特征的拓扑、几何、数学表达方法,使钣金结构复杂特征建模成为可能,形成了下陷、缺口复杂特征建模手段;
2)首实现了基于产品结构树的零组部件(含构型控制要素等)的全信息对称件快速生成,使设计知识得到了最大化重用;
3)研究了基于结构件设计知识、结构件特征构造方法及知识与建模过程的关联驱动为核心的飞机结构件智能建模环境模型,建立了基于构建模型的结构件智能设计环境。
适用范围:本项目研究成果可直接应用于航空企业后续型号研制中,满足不同研制阶段零组件全三维设计的业务需求,并可推广至航天、船舶及汽车等多个行业,为整个我国工业数字化技术的发展提供宝贵的经验。
应用情况:本项目以飞机结构件快速建模技术为核心,构建了飞机结构件快速设计和规范化建模方案,现已应用于在研飞机的机体结构设计过程中,实现了飞机结构件的快速规范化建模、最优化设计和规范化检查等,也为后续三维工艺设计和设计制造一体化等奠定了坚实的基础。