飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)裝配件質(zhì)量特性數(shù)據(jù)提取的解決方案

飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)裝配件質(zhì)量特性數(shù)據(jù)提取的解決方案MASSPROPERTYDATAEXTRACTIONSOLUTIONOFAIRCRAFTHYDRAULICSUPPLYSYSTEMASSEMBLIES姜波/中國商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院摘要飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)裝配件質(zhì)量特性是飛機(jī)設(shè)計(jì)的重要輸入?yún)?shù)，是計(jì)算整機(jī)質(zhì)量特性不可或缺的參數(shù)，其準(zhǔn)確性直接影響飛機(jī)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。本文介紹一種新的飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)裝配件質(zhì)量特性數(shù)據(jù)提取方案及其在飛機(jī)設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞液壓能源系統(tǒng)；質(zhì)量特性；裝配件；數(shù)據(jù)提取KEYWORDSHYDRAULICSUPPLYSYSTEM；MASSPROPERTY；ASSEMBLIES；DATAEXTRACTION理工作量大、效率低的主要原因是工作介質(zhì)三維數(shù)模沒有包含在裝配件內(nèi)；不能直接提取裝配件質(zhì)量特性。0引言飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)裝配件質(zhì)量特性主要包括質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)，如何準(zhǔn)確、高效地提取這些質(zhì)量特性數(shù)據(jù)是飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的工作。以往只對(duì)不含工作介質(zhì)的單根液壓導(dǎo)管進(jìn)行質(zhì)量特性數(shù)據(jù)匯總，然后再通過手工計(jì)算獲得飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)裝配件的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)。這種方法得到的數(shù)據(jù)誤差大、工作量大、效率低下。本文提出了一種新的飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)裝配件質(zhì)量特性數(shù)據(jù)提取解決方案，僅需簡單操作就能完成液壓能源系統(tǒng)裝配件質(zhì)量特性數(shù)據(jù)提取工作，且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，工作量小、效率高。和管線（文件類型為RUN），但不包含工作介質(zhì)。由于工作介質(zhì)是液壓能源系統(tǒng)的組成部分，具有固有的質(zhì)量特性，這樣即使三維數(shù)模中所有零件均被添加了正確的材質(zhì)，提取出來的裝配件質(zhì)量特性數(shù)據(jù)依然是不準(zhǔn)確的。圖1是一個(gè)含有6根液壓導(dǎo)管的裝配件在包含和不包含工作介質(zhì)條件下的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)對(duì)照表截圖，從表中可以發(fā)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)的差異比較大。飛機(jī)的液壓能源系統(tǒng)是一個(gè)包含幾百根液壓導(dǎo)管的大型裝配件，如果不把工作介質(zhì)包含進(jìn)去,得到的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)的誤差會(huì)更大。如果對(duì)每根液壓導(dǎo)管單獨(dú)進(jìn)行質(zhì)量特性數(shù)據(jù)提取，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、處理，通過人工計(jì)算得出裝配件的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)，工作量非常大。概括起來，飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)裝配件質(zhì)量特性數(shù)據(jù)誤差大、數(shù)據(jù)提取及處2解決方案的制定21解決裝配件內(nèi)無法包含工作介質(zhì)三維數(shù)模的問題在CATIA軟件中打開一個(gè)液壓能源系統(tǒng)裝配件，不考慮液壓元件內(nèi)部的工作介質(zhì)（這部分工作介質(zhì)的處理會(huì)在后面詳細(xì)說明），發(fā)現(xiàn)如果能夠給一條管線（RUN）添加兩次管皮（TUBEWITHBENDS），第一次添加的管皮生成的是液壓導(dǎo)管的三維數(shù)模，第二次添加的管皮生成的是工作介質(zhì)的三維數(shù)模，并且工作介質(zhì)三維數(shù)模所對(duì)應(yīng)的管路庫內(nèi)的管皮零件是預(yù)先被附加了正確的材質(zhì)，液壓能源系統(tǒng)裝配件中便包含了工作介質(zhì)的三維數(shù)模，再提取其質(zhì)量特性1質(zhì)量特性數(shù)據(jù)誤差大、數(shù)據(jù)處理工作量大、效率低的原因采用法國達(dá)索公司的三維設(shè)計(jì)軟件CATIA進(jìn)行飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其裝配件三維數(shù)模（文件類型為PRODUCT）通常包含液壓元件（文件類型為PART）、液壓導(dǎo)管（PART）、管路連接件（PART）、自制零件（PART）、緊固件（PART）圖1某裝配件質(zhì)量特性數(shù)據(jù)對(duì)照表截圖航空科學(xué)技術(shù)66AERONAUTICALSCIENCETECHNOLOGY2012/5研究RESEARCH數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)將是準(zhǔn)確的。只要能夠保證在設(shè)計(jì)過程中裝配件下可以生成工作介質(zhì)三維數(shù)模并且該數(shù)模的外徑始終等于對(duì)應(yīng)的液壓導(dǎo)管內(nèi)徑即可解決問題。如圖2所示，左側(cè)是使用現(xiàn)有的管路庫生成的管路裝配件，導(dǎo)管內(nèi)部是空的，右側(cè)是使用重新定制的管路庫生成的管路裝配件，工作介質(zhì)（黑色部分）已經(jīng)添加到裝配件內(nèi)。22解決不能直接提取裝配件質(zhì)量特性的問題利用CATIA軟件自帶功能，可以提取裝配件質(zhì)量特性數(shù)據(jù)，前提是裝配件內(nèi)除液壓元件外的所有零件（PART）均被附上了正確的材質(zhì)。由于液壓元件需要手工添加材質(zhì)，自制件在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)添加了材質(zhì)，緊固件在建庫時(shí)就添加好了材質(zhì)，因此只要保證從管路庫調(diào)取的零件是添加了正確材質(zhì)的零件，不再需要手工添加材質(zhì)，那么該項(xiàng)問題便得到了徹底解決。擊STARTINFRASTRUCTUREMATERIALLIBRARY選項(xiàng)，進(jìn)入材質(zhì)庫工作臺(tái)，按材質(zhì)匯總表內(nèi)容創(chuàng)建不同材質(zhì)族，在每個(gè)材質(zhì)族下創(chuàng)建材質(zhì)，編輯材質(zhì)屬性，給每個(gè)材質(zhì)輸入密度。某些外購件，如卡箍、塊卡等，是由兩種及以上材料組成的，輸入平均密度。外購元件材質(zhì)族下的材質(zhì)可以不做處理，默認(rèn)密度為0，當(dāng)收到供應(yīng)商的三維數(shù)模（PART，如不是必須轉(zhuǎn)換成PART）后，用CATIA打開數(shù)模，將外購元件族下對(duì)應(yīng)的材質(zhì)添加到零件，編輯材質(zhì)，將外購液壓元件的平均密度填入后保存零件備用，對(duì)于像液壓油箱、冷卻器、蓄能器等內(nèi)部含有較多工作介質(zhì)的零件，需要將工作介質(zhì)納入后再計(jì)算出平均密度。圖3顯示的是一個(gè)創(chuàng)建好的專用材質(zhì)庫。32定制專用管路庫重新定制管路庫內(nèi)的管線庫，使管線（RUN）的外徑尺寸始終與液壓導(dǎo)管內(nèi)徑尺寸相等。定制前需要詳盡了解液壓能源系統(tǒng)所用液壓導(dǎo)管的參數(shù)，包括外徑、壁厚、內(nèi)徑、內(nèi)徑代號(hào)、材質(zhì)、彎管半徑等內(nèi)容，制成一個(gè)液壓導(dǎo)管信息表備用。TUBING表示原始管路庫路徑，下同。用EXCEL打開TUBINGSTANDARDSXXXXXXNOMINALSIZETXT文件，這個(gè)文件控制管線的外徑尺寸，共兩列，第一列用液壓導(dǎo)管信息表中內(nèi)徑列替換，第二列用內(nèi)徑代號(hào)列替換，完成后保存。打開CATIA，切換到管路設(shè)計(jì)模塊，點(diǎn)擊創(chuàng)建管線（CREATELINEID），LINEID按液壓導(dǎo)管信息表中管線代號(hào)列內(nèi)容填寫，點(diǎn)擊屬性，彈出的屬性窗口，從NOMINALSIZE、STANDARDS、TUBINGSPECIFICATION下拉菜單中選則相關(guān)選項(xiàng)，點(diǎn)擊確定，依次將所有管線創(chuàng)建好，也可使用輸入管線（IMPORTLINEID）功能批量創(chuàng)建管線。創(chuàng)建好的管線位于TUBINGSAMPLEDATATUBINGLINES管線庫內(nèi)。重新定制管路庫內(nèi)管路零件庫內(nèi)零件,使之與管線相匹配。在TUBINGTUBINGDESIGNCOMPONENTCATALOGSPARAMETRIC管路零件庫內(nèi)新增工作介質(zhì)零件（一種管皮零件），新增零件是表驅(qū)動(dòng)零件，可以在現(xiàn)有的管皮零件基礎(chǔ)上更改后生成，零件的截面是一個(gè)圓，圓的直徑與對(duì)應(yīng)的管線的外徑相等；從專用材質(zhì)庫中選擇相應(yīng)的材質(zhì)添加到零件上，包括新建的工作介質(zhì)零件及原有的未添加材質(zhì)的其他零件，保證零件被調(diào)用前已經(jīng)是附好材質(zhì)，不需再次手工添加或編輯材質(zhì)；更新庫里面的管路連接件的設(shè)計(jì)表，使表內(nèi)的NOMINALSIZE一列內(nèi)容與管線的NOMINALSIZE相匹配，最后將零件庫內(nèi)TUBINGTUBINGDESIGNCOMPONENTCATALOGSPARAMETRICXXXTUBINGPARTSCATALOG零件目錄更新。重新定義標(biāo)準(zhǔn)庫和規(guī)范庫等，限于篇幅在此不作詳細(xì)描述。33在裝配件內(nèi)增加工作介質(zhì)三維數(shù)模由于在一個(gè)裝配件下不能一次對(duì)同一個(gè)管線加兩次管皮，用CATIA打開一個(gè)裝配件，這個(gè)裝配件稱作原始裝配件，將其下所有管線選中后復(fù)制，新建一個(gè)裝配件（PRODUCT），將所有管線粘貼到新建裝配件下，切換到管路設(shè)計(jì)模塊，點(diǎn)擊TRANSFERLINEID給管線添加管線代號(hào)（LINEID），然后依次給各管線添加管皮，彈出的對(duì)話框3解決方案的具體實(shí)施過程簡述31保證添加材質(zhì)正確CATIA系統(tǒng)自帶的材質(zhì)庫無法滿足設(shè)計(jì)要求，為保證添加材質(zhì)正確無誤，需要定制專用材質(zhì)庫。定制材質(zhì)庫前，需要詳盡地了解液壓能源系統(tǒng)中零件、工作介質(zhì)都是什么材質(zhì)的，對(duì)這些材質(zhì)進(jìn)行匯總制成一個(gè)包含材質(zhì)分類、材質(zhì)名稱、材質(zhì)規(guī)范、材質(zhì)密度等內(nèi)容的材質(zhì)匯總表備用。打開CATIA軟件，單圖2管路裝配件對(duì)比圖圖3專用材質(zhì)庫截圖航空科學(xué)技術(shù)67AERONAUTICALSCIENCETECHNOLOGY2012/5適航與管理AIRWORTHINESSMANAGEMENT使用先前開發(fā)機(jī)載軟件的適航要求研究PREVIOUSLYDEVELOPEDAIRBORNESOFTWAREAIRWORTHINESSREQUIREMENTSRESEARCH陳雙/中國商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院摘要先前開發(fā)的機(jī)載軟件在民用航空領(lǐng)域獲得了越來越廣泛的使用，隨之而來的適航問題也越發(fā)突出。本文結(jié)合國際相關(guān)指導(dǎo)性文件以及型號(hào)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)使用先前開發(fā)機(jī)載軟件的適航要求進(jìn)行研究和闡述。關(guān)鍵詞先前開發(fā)機(jī)載軟件；適航；DO178BKEYWORDSPREVIOUSLYDEVELOPEDAIRBORNESOFTWARE；AIRWORTHINESS；DO178B1先前開發(fā)機(jī)載軟件的定義目前，使用先前開發(fā)的軟件是多數(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)載軟件供應(yīng)商的常規(guī)做法，特別是在對(duì)成熟產(chǎn)品進(jìn)行改型時(shí)。先前開發(fā)機(jī)載軟件是指在先前已經(jīng)開發(fā)完成且隨其他型號(hào)飛機(jī)取得過適航批準(zhǔn)的機(jī)載軟件項(xiàng)目，簡稱PDS。只要重新使用的軟件在此之前是經(jīng)過某型號(hào)審定的，則可將其定義為PDS。PDS的使用可以在一定程度上減少成本、縮短周期并降低風(fēng)險(xiǎn)，但從型號(hào)合格證審查的角度來說，所有的機(jī)載軟件都必須符合DO178B的要求。已更改的PDS、PDS安裝在新的航空器環(huán)境上、PDS應(yīng)用和開發(fā)環(huán)境變更、提高PDS的開發(fā)基線、軟件構(gòu)型管理和質(zhì)量保證的考慮等。軟件供應(yīng)商如果希望使用PDS，則應(yīng)在軟件合格審定計(jì)劃中明確說明。21使用已更改的PDSPDS的更改原因大致可歸納為需2使用先前開發(fā)軟件的適航要求使用PDS需考慮的問題包括使用計(jì)，設(shè)計(jì)完成后，單擊測量工具條（MEASURE）測量慣量圖標(biāo)，光標(biāo)變?yōu)橐粋€(gè)卡尺狀，左鍵單擊設(shè)計(jì)樹最上方零部件名稱，彈出窗口，單擊窗口下方三個(gè)按鈕中間輸出（EXPORT）按鈕，彈出對(duì)話框填寫輸出文件（TXT文件）的名稱及存儲(chǔ)路徑后點(diǎn)擊保存。用EXCEL打開文檔，可以看到所有零件、裝配件質(zhì)量特性數(shù)據(jù)均已詳實(shí)、準(zhǔn)確列出。決液壓能源系統(tǒng)質(zhì)量特性數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差、質(zhì)量屬性數(shù)據(jù)提取工作效率低的問題，對(duì)從事飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人員可以提供一定的借鑒和幫助。參考文獻(xiàn)1魯君尚，等無師自通CATIAV5之裝配設(shè)計(jì)與實(shí)時(shí)渲染M北京北京航空航天大學(xué)出版社,20072宋靜波飛機(jī)構(gòu)造基礎(chǔ)M北京航空工業(yè)出版社,20043飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)總編委飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)M北京航空工業(yè)出版社,1999圖4添加了工作介質(zhì)的管路裝配件中選擇工作介質(zhì)，完成后在設(shè)計(jì)樹上選擇所有管皮（管線不選），復(fù)制后粘貼到原始裝配件中，刪除原始裝