機翼翼肋實例零件庫設計

1、1引言隨著航空工業(yè)的發(fā)展，設計人員對CAD/CAE/CAM的進一步認識，越來越發(fā)現(xiàn)原有的設計系統(tǒng)難以滿足企業(yè)的求?，F(xiàn)在很多新飛機的設計都是在原來類似產(chǎn)品基礎之上開展的，在飛機的更新和升級階段，大多時候都是在老飛機上加上某些新功能，設計者不得不重新對飛機進行設計，而在這個過程中，設計者需要對原有產(chǎn)品特征再次設計，并在其上稍作改進，這種設計過程不僅消耗大量的人力物力，而且不利新產(chǎn)品的快速開發(fā)。因此，將通用件零件庫的應用，將設計人員成功設計的經(jīng)驗存儲到數(shù)據(jù)庫進行模板化，同時允許設計人員能夠?qū)爝M行設計參數(shù)的擴從和修改，這樣能夠在通用件的設計上提供不少便利，從提高設計效率，縮短研發(fā)周期，節(jié)省資源去開發(fā)

2、其他的產(chǎn)品1。在這種趨勢下，標準零件庫就應運而生了，現(xiàn)在的三維軟件都具備參數(shù)化的設計模塊，及程序開發(fā)接口，為二次開提供了可能。CATIA內(nèi)部附帶了一些零件庫，如螺釘，鍵，銷等，他們都是以catalog形式錄入零件模板和數(shù)據(jù)庫中的，這些零件大多用在產(chǎn)品的裝配過程中，又CATIA原始開發(fā)商開發(fā)軟件時錄入。對于不同的行業(yè)，產(chǎn)品的差異性比較大，甚至同行業(yè)不同企業(yè)之間的產(chǎn)品也有差異。對與每個企業(yè)，在產(chǎn)品設計過程中難免需要進行反復設計、驗證及修改，如果每次都要重新設計，這樣就會浪費大量的公司資源，拉長產(chǎn)品研發(fā)周期，因此每個企業(yè)有必要根據(jù)自身產(chǎn)品的特征建立相關的通用件、常用件零件庫，以提高企業(yè)的設計效率 機

3、翼翼肋簡介翼肋分類翼肋是機翼結(jié)構(gòu)中的重要部件之一，有不同的分類方法：按受力大小可分為普通肋和加強肋。按密封性可分為密封肋、半密封肋和非密封肋。按構(gòu)造形式可分為鉚接肋、 桁架肋和整體肋。 在鉚接肋中又分為緣條、 腹板和立柱鉚接肋及板彎腹板開孔肋。本次設計中翼肋按照受力大小進行分類，常見翼肋結(jié)構(gòu)如圖所示。傳統(tǒng)的翼肋設計是根據(jù)設計要求確定翼肋的類型、型號；然后進行結(jié)構(gòu)設計；再完成強度、剛度等校核；最后在CATIA中建模。在這個過程中，需要人工查閱相關手冊，完成各種校核，每次設計都需要重復建模，不僅費時費力，還很難保證設計的精確性。通過機翼翼肋零件庫的設計，可以根據(jù)設計要求自動查詢符合條件的翼肋型號和

4、相關信息，能夠?qū)崿F(xiàn)強度、剛度自動校核，并且自動在CATIA中生成三維模型，解決了傳統(tǒng)設計中存在的重復建模、設計效率低的問題，提高了產(chǎn)品數(shù)字化設計制造水平，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，大大節(jié)省研發(fā)成本，所以本課題選題是有意義的。畢業(yè)設計是對大學四年的習成果的驗證，通過本次設計能充分地調(diào)用大學期間所學的各方面知識來解決具體問題，也為以后的工作做好準備。BC-K 飛I-ttk* 4-HL '一 ft M-Mm.iu飛il悻4鼻圖常見翼肋結(jié)構(gòu)圖用途及受力分析翼肋用途把氣動壓力和吸力及集中載荷的方向轉(zhuǎn)換成壁板和翼梁自身平面方向的作用。即把載荷擴散到翼盒，用壁板和梁腹板的內(nèi)力來平衡；維持機翼氣動力外形，使機

5、翼在氣動力的作用下不會有明顯的變形；對壁板受載提供支撐，翼肋的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度直接影響肋端對壁板的支持系數(shù)C,從而決定著壁板總體失穩(wěn)臨界應力；翼肋與翼梁一起可安裝和懸掛襟翼、副翼、縫翼、阻流板、擾流板和起落架；端肋可為整體油箱提供密封。普通肋的功用為：構(gòu)成并保持規(guī)定的翼型，把蒙皮和桁條傳過來的局部空氣動力傳遞給翼梁腹板，而把局部空氣動力形成的扭矩通過怫釘以剪流的形式傳遞給蒙皮；支撐蒙皮、桁條、翼梁腹板，提高他們的穩(wěn)定性等。加強肋除了上述的作用外，還要承受和傳遞較大的集中載荷；在開口邊緣處的加強肋則要把扭矩集中起來傳給翼梁網(wǎng)。翼肋承受載荷外部載荷：承受和傳遞翼面氣動吸力和壓力4,見圖。慣性載荷

6、：燃油、結(jié)構(gòu)、設備、外掛物的慣性載荷；壓皺載荷：當機翼受彎曲載荷時，整體機翼發(fā)生彎曲，并在翼肋上產(chǎn)生向內(nèi)的作用載荷，見圖。再分配載荷：機翼上的空氣動力載荷、翼梁和壁板上的載荷由翼肋再分配支撐壓縮和剪切載荷作用下的壁板載荷；圖翼肋將載荷傳給蒙皮和翼梁腹板圖機翼彎曲翼肋受壓皺載荷來自翼翼肋緣條像翼梁加強梁腹板那面蒙皮張力場載荷，當機翼蒙皮在對角張力場中翹曲時,樣起抗壓構(gòu)件作用；雙梁機翼翼肋受剪力阿6和彎矩見圖。楣梁福梁圖翼肋受彎矩和剪力圖翼肋承載方式在桁架式翼肋中，機翼表面載荷和集中載荷作用在桁架各個節(jié)點處。翼肋可作為一個簡單的桁架來分析，分布在兩接點間翼肋緣條上的載荷，必須全部傳遞到附近的點上，

7、因此在節(jié)點間的橫桿受彎曲和壓縮或者受彎曲和拉伸共同作用。在腹板式翼肋中，通常將集中載荷傳遞到翼盒上，如發(fā)動機短艙和發(fā)動機重量或起落架等載荷。在腹板開減輕孔的翼肋中，由腹板、立柱和緣條一起組成完整構(gòu)件，承受翼肋上的彎曲力矩和剪切載荷。(4)在整體油箱中的密封肋，必須承受垂直翼肋平面來自燃油的左右晃動或油壓等側(cè)向載荷5。翼肋剛度校核(1)翼肋緣條的最低剛度要求：在飛機的桁架肋的設計中，翼肋不僅要滿足強度要求，同時還必須滿足最低剛度要求。其最低剛度要求表達式7網(wǎng)4三型L1.04LDb式中：E翼肋緣條的材料彈性模量；I一翼肋緣條的慣性矩；cL翼肋間距；b一桁架肋立柱間距；D一單位弦長額壁板沿展向的彎曲

8、剛度。局部的氣動載荷：翼肋承受機翼表面的空氣動力引起的外部載荷，并將這些載荷傳遞給大梁。氣動載荷的效果等于一個經(jīng)過翼肋鋼心得力矩Qi和一個繞剛心的力矩Mi,Mi會引起翼肋的扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個閉室剪流Mqi，估算公式9為QiqbbL一MtiQiGqti定后P升力s式中：qb為設計翼載荷；b為翼剖面氣動弦長；L為肋間距；G為第i個剖面上剛心和壓心之間的距離;Fi為第i個翼肋處蒙皮和后梁腹板形成的閉室面積;以為作用在肋緣條上的氣動載荷;S為肋緣條長度。壓皺載荷：機翼可以近似為一個薄壁盒形梁結(jié)構(gòu)，機翼在彎曲載荷作用下度翼肋產(chǎn)生內(nèi)向的作用力，即壓皺載荷，見圖。圖翼肋上的壓皺載荷壓皺載荷的估算公式10為hct

9、eM2ce2EI式中：te為桁條和蒙皮的等效厚度;hc為上下壁板中心線的距離；M為界面處的彎矩；I為盒形梁截面極慣性矩；E為材料的彈性模量。腹板承彎臨界失穩(wěn)力：多盒段在彎曲載荷作用下，為保證墻對蒙皮有足夠的支持，因而要求腹板的彎曲失穩(wěn)應力大于蒙皮失穩(wěn)應力值。cr,wbcr,a式中：crwb為腹板承彎臨界失穩(wěn)應力;CI,VVcr ,a為蒙皮失穩(wěn)應力,cr,sK為蒙皮屈曲支持系數(shù)，在腹板提供足夠支持條件下取4;E為蒙皮材料彈性模量；e為蒙皮材料泊松比;ts,bs為蒙皮厚度及閉室寬度。失穩(wěn)應力值計算公式如下:cr, wb12(1Kwb式中：Kwb為腹板彎曲失穩(wěn)支持系數(shù)，對于腹板沒有支柱加強下，一般取

10、25;E、e腹板材料特性腹板彎曲塑性修正系數(shù)，在彈性屈曲情況下取1；tw為腹板厚度；bw為上下蒙皮間距。3翼肋建模建模方法翼肋建模是本次設計的難點，本次設計中建模過程如圖所示。工藝信息設計知識、標準規(guī)范等，幾何模型上特征模型知識模型圖建模過程幾何建模所謂幾何建模就是以幾何信息和拓撲信息反映結(jié)構(gòu)體的形狀、位置、表現(xiàn)形式等數(shù)據(jù)的方法進行建模。利用交互方式將現(xiàn)實物體幾何信息輸入計算機，并以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲在計算機中。幾何信息就是指在歐氏空間中的大小、位置和形狀，最基本的幾何元素是點、直線、面。拓撲信息即拓撲元素（頂點、邊棱線和表面）的數(shù)量及其相互間的連知識建模為知識的邏輯體系化過程，就是應用知識來

11、解決各種工程問題，自動完成工程中各種繁瑣和重復的工作。知識包括顯性化的知識和要求，如設計手冊、標準規(guī)范和標準數(shù)據(jù)表文件等。這次設計運用到的知識是設計手冊中翼肋的失穩(wěn)校核，行業(yè)規(guī)范中的翼肋定位基準150建模過程翼肋設計的知識建模需要將知識的反復使用和重復設計過程相結(jié)合，使得翼肋的設計在知識的指導下，縮短設計時間，提高設計質(zhì)量。機翼翼肋的總體設計包括參數(shù)設計、方案的設計、交互系統(tǒng)設計和力學與結(jié)構(gòu)方面的校核等?；谥R的機翼翼肋建模過程如下：開發(fā)人員首先明確設計任務和技術指標，然后進行技術指標的分解和設計主參數(shù)的確定。設計主參數(shù)的確定在總體設計中占據(jù)了非常重要的地位，對后續(xù)設計起著指導性作用，它是總

12、體設計的綱領，這一過程必須由有著豐富經(jīng)驗的工程師參與160與傳統(tǒng)的設計流程不同的是，在主參數(shù)確定后，基于知識的設計中，采用基于實例推理的方法，在設計之初首先進行型號選定，即根據(jù)設計主參數(shù)尋找與設計要求相近相似產(chǎn)品的設計方案，若沒有相似實例，則采用基于實例推理的方法進行新的型號的設計，并創(chuàng)建翼肋的3D模型，得到相關參數(shù)；若有相似實例，采用基于規(guī)則推理的方法進行修正，進行參數(shù)的替換和結(jié)構(gòu)的修改。在翼肋設計模型出爐后，利用參數(shù)化的計算、分析和進行優(yōu)化設計即翼肋受力的校核。以Avistar機翼翼肋為例建模（1）打開profili軟件繪制界面，點擊Airfoils后點擊Drowinterpolatedw

13、ingribs,進入到翼型繪制界面，如圖；airfoilname選為Avistar,設置chord（弦長），點半個機翼翼肋的數(shù)量，然后點擊確定，生成圖所示的機翼翼型圖?？筛鶕?jù)界面的功能命令對其進行一些添加，如減重孔、缺口等。（月）*Kt硼州保存文檔，然后在CAT1A中卅楣楠）保存的翼型圖，在這個基礎上進行建模，翼肋的截面外形是受翼型約束的，不同類型飛機的翼型不同，尤其是前后緣部分往往會發(fā)生很大的變動，所以從設計的適用廣度考慮，提取翼肋的漸合部，即盒段的中部進行建模。（3）在CATIA建模前，先打開宏錄制，創(chuàng)建part工作，然后開始相當重要的一步，參數(shù)的設定，定義參數(shù)的過程如下：單擊圖標fx,彈

14、出圖所示公式對話框。通過該對話框定義參數(shù)的名稱、類型、單值還是多值以及該參數(shù)的默認值。例如定義參數(shù)a,a是整型的單值的參數(shù)，它的默認值是200。操作如下：單擊圖標fx,從圖所示公式對話框的“新類型參數(shù)”的下拉列表中選擇長度，從“具有”的下拉列表中選擇單值，單擊“新類型參數(shù)”按鈕，在雙擊某個參數(shù)，對其進行編輯列表和編輯當前參數(shù)的名稱或值編輯框出現(xiàn)了長度.1o長度.1是當前默認的新參數(shù)，選擇編輯當前參數(shù)的名稱或值，將編輯框內(nèi)的長度.1修改為a,將其右側(cè)的編輯框內(nèi)的默認值修改為2000該參數(shù)定義完畢，在特征樹上顯示了該節(jié)點，見圖。公式.PArllPartir xy平面r /平面 zx平面京參數(shù)一每白

15、=200mmb=W0mm 自 譚3電由.牛2. maHMiI 15SB1«E零百出b兇岫厚冷二35上歸二皿口4d；iOOwifl 1 DCeti 6rwn Jrm" -4rms3就由圖參數(shù)編輯框圖特征數(shù)(4)將所有的形狀特征參數(shù)設定完了后，還有些位置約束特征，像孔的個數(shù)，孔的定位，裝配桁條的凹槽及其定位尺寸等，這里就需要用到CATIA中“公式”命令，公式(Formulas)即一個參數(shù)用其它參數(shù)定義的表達式，其步驟如下：0L-SflEsriirTSSjfiMIn公二就Ml ：等附1瞰9*1諄國北蹣白例舊一。斗擊二 gin關*jkjw 會揖 1 ：".tt*.awff

16、cei-a/ie卜£o臺北5: ,手肝幾何惱"£1勢JUS用JYfcBLBWy =b kjw我式一事件幾柯鵬門告小t«,甲門戶小<-叫間! MT"雷 /嚀門R的二際i JSzJB鴕由海 ，工的圖在"t1日切*能寄 1fifif.l *H/F9珞H :rjn-Xi=is.i事呷M心U.I鼻打©<.»期1 .-EE 1 -Wt l 吊口圣年俯缽仁:"I 翦叫軍任莽昵:在圖上點擊添加公式按鈕彈出圖所示的編輯框，輸入想約束的公式即可，編輯完公式后,在特征樹上顯示了該節(jié)點，見圖。圖公式編輯器圖特征數(shù)(5

17、)實體建模的過程因人而異，同一個模型可以有很多方法和步驟，這里本人建模的步驟簡述為，翼型草圖一執(zhí)行凸臺命令拉伸成薄板一用凹槽建立孔特征一繪制翻邊一建立桁條槽特征一插入和編輯公式一保存。最后建成圖所示的模型。圖Avistar翼型翼肋模型4零件庫設計工具及關鍵技術零件庫設計工具CATIA源于航空航天工業(yè)，是業(yè)界無可爭辯的領袖，以其精確安全，可靠性滿足商業(yè)防御和航空領域應用的需要。CATIA引以自豪的是幾個主要項目例如波音777,737等均成功地用100%數(shù)字模型無紙加工完成，這在業(yè)界算是個奇跡。目前CATIA在航空航天領域的裝機量已經(jīng)達到本行業(yè)所有裝機量的60%,可伸縮性和并行工程能力可顯著縮短產(chǎn)

18、品上市時間。CATIA作為當前航空業(yè)及汽車業(yè)的明星軟件，同其他CAD軟件一樣具有可擴充性，不同企業(yè)根據(jù)自身的需求對CATIA進行相關的二次開發(fā)，擴充CATIA模塊功能，滿足企業(yè)設計要求。參數(shù)化的設計是零件庫實現(xiàn)的基礎，參數(shù)化設計也稱為尺寸驅(qū)動，就是通過改動圖形的尺寸，或者修改參數(shù)，CATIA自動完成對圖形相關部分的改動，從而實現(xiàn)對圖形的驅(qū)動18,其非常適合于外形相同而尺寸不同的零件設計。VB提供了許多控件，他們是現(xiàn)成的"對象"，和面向?qū)ο蟪绦蛟O（ObjectOrientedProgramming,OOP加的"對象”是一樣，只是在使用C+®類面向?qū)ο笳Z言時

19、，必須"從無到有"將"對象”設計出來，但是在VB中，這些對象卻都是現(xiàn)成的，而且可以直接拿來使用。因此，設計VB程序就像是玩積木一樣，只要能夠善用一些現(xiàn)成的“對象"（可以將他視為"零件"），就可以很容易地編寫出想要的程序。使用VB開發(fā)一個應用程序常常需要使用多個文件，如窗體文件、程序代碼文件、類模塊的定義文件、資源文件等。構(gòu)成應用系統(tǒng)的所有文件可以使用工程來管理，即建立一個工程文件，把構(gòu)成應用系統(tǒng)的所有文件的清單以及所設置的環(huán)境選項方面的信息都包含在該工程文件中。用戶界面是用戶與應用系統(tǒng)進行交互操作的可視部分，使用VB提供的窗體，可以迅

20、速地開發(fā)出應用系統(tǒng)的用戶界面。在傳統(tǒng)的、過程化的應用程序中，應用程序自身控制了代碼執(zhí)行順序，通常按預定的路徑執(zhí)行。這種應用程序不適合無法確定執(zhí)行順序的環(huán)境。目前，Windows應用程序多采用了流行的事件驅(qū)動風格。使用VB,可以開發(fā)出具有事件驅(qū)動風格的應用程序。Access提供了多種向?qū)?、生成器、模板，把?shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、界面設計、報表生成等操作規(guī)范化；提供了表、查詢、窗體、報表、頁、宏、模塊7種用來建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的對象；為建立功能完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了方便，也使得普通用戶不必編寫代碼，就可以完成大部分數(shù)據(jù)管理的任務。Access的風格與Windows完全一樣，是一個可視化工具，用戶只要使

21、用鼠標進行拖放即可生成想要的對象并應用，非常直觀方便。Profili軟件為一款機翼外形設計及模擬軟件，集成了世界上絕大部分的機翼的翼型參數(shù)，而翼肋的外形和機翼外形是一樣的，所以翼肋的建模過程調(diào)用profili中的翼型參數(shù)，可以有效的見少建模的工作量，提高模型的準確度。零件庫設計的關鍵技術CATIA二次開發(fā)簡介CAD系統(tǒng)的二次開發(fā)有多種方式，不同的開發(fā)技術，所開發(fā)的模塊在實用性和通用性上存在著較大的差別。目前CAD系統(tǒng)的二次開發(fā)主要分為兩種：內(nèi)嵌機制模式和外部機制模式。內(nèi)嵌機制模式是軟件的語法解釋器嵌入到支撐軟件中，通過匯編語言來調(diào)用腳本程序，最后啟動軟件運行程序就可以得到相應的設計結(jié)果。在CA

22、TIA中有VBScript腳本、CATScript腳本和VBA腳本，就是通過這種模式進行二次開發(fā)的。外部機制模式通過利用VRVBAVC+將外部集成軟件的開發(fā)環(huán)境，利用軟軟件的接口技術實現(xiàn)外部軟件與二次開發(fā)對象的無縫連接，通過調(diào)用外部編輯的程序運行軟件的功能模塊。內(nèi)嵌模式的針對性強，與支撐軟件兼容性好且簡單易學，但是其需要與支撐軟件共同運行，因此靈活性差，功能模塊受限。外部機制模式二次開發(fā)與內(nèi)部機制模式二次開發(fā)相比，其開發(fā)功能更加強大，不僅能實現(xiàn)支撐中所具備的所有功能，而且有很強的獨立性，在執(zhí)行的時候并不受支撐軟件的影響，但是這種開發(fā)方式難度很大大，對開發(fā)人員要求相當高19o二次開發(fā)通常要遵循一

23、定的原則，常用的原則包括模塊化原則、友好界面原則及符合軟件工程概念原則等20o模塊化原則，就是在對軟件進行二次開發(fā)時，將一些功能進行系統(tǒng)化，分成多個模塊，模塊與系統(tǒng)之間是相互聯(lián)系的，同時又具有獨立性，通過模塊化可以保證各模塊的相對獨立性，方便并行設計，對后期模塊的修改和軟件的維護提供方便。友好界面原則要求界面具有清晰合理，簡單易懂的布局，與支撐軟件界面類似，符合用戶習慣；在功能完善的基礎上，保證界面的統(tǒng)一性；有一定的幫助信息，輔助用戶靈活運用軟件。軟件工程概念原則指將工程的概念、理論、方法和技術運用到軟件的開發(fā)當中去，把工程概念中的生命周期法推廣到軟件的二次開發(fā)，將軟件的二次開發(fā)通過時間來進行

24、開發(fā)和分解，然后把軟件的設計周期分為幾個階段，分步開發(fā)21。CATIA二次開發(fā)方式(1)運用VB對CATIA進行二次開發(fā)利用VB開發(fā)的零件庫是基于CATIA的AUTOMATION技術I22,VB開發(fā)零件庫的思想最終也體現(xiàn)為參數(shù)化設計，但實現(xiàn)的方法和運用知識工程模塊創(chuàng)建法又不同，它是通過VB進行外部編程控制的方式，通過宏參數(shù)代碼實現(xiàn)參數(shù)化建模。與內(nèi)部模塊開發(fā)相比，這種方式更具有開發(fā)深度，通過調(diào)用API接口函數(shù)來實現(xiàn)開發(fā)目的；而且用戶可以根據(jù)個人習慣和喜好對界面進行布局，人機交互性更強，參數(shù)的更改等操作也更方便，可直接在設計界面完成。VB開發(fā)首先需對目標模型的構(gòu)造進行分析，提取出模型的關鍵特征參數(shù)

25、，然后根據(jù)這些特征參數(shù)利用VB定制出界面，用戶通過界面最終完成零部件的設計23。其流程如圖所示：建模分析提取參數(shù)化條件LVB界面定制調(diào)用CATIAAPI定制工具條圖VE建庫流程圖VB中基本的對象包括窗體和控件，設計人員通過窗體和控件對程序的功能進行編輯。通過窗體設計人員可以根據(jù)要求開發(fā)軟操作界面，所編輯的程序可以同時擁有多個窗體通過將各種控件進行融合，鑲嵌。通過對對象的方法和事件進行編輯，可以完成人機交互，VB中對象常用方法主要包括Move方法(移動控件至合適位置)、SetFocus方法(把控制焦點移動到對象上)、Refresh方法(進行重繪窗體、控件)常用的事件主要包括DBLclick雙擊(

26、鼠標)、Click單擊(鼠標)等。用VB建庫的時候需要注意以下兩點：1) CATIA對象庫的引用。開發(fā)之前需要將CATIA所有庫文件引入VB環(huán)境中。打開VB,在工具欄菜單中選“工程引用”然后勾選所有的有CATIA的庫文件，然后點擊確定。2)建立與CATIA的連接，用GetObject來連接CATIA在CATIA運行和關閉狀態(tài)下引用程序是不一樣的，而且每次都要進行認為的判斷，會比較麻煩，所以我們編寫下面一段程序，不管CATIA處于什么狀態(tài)都能成功連接到CATIA具體宏程序如下：DimCATIAAsObjectOnErrorResumeNextSetCATIA=GetObject(,"&

27、quot;)If<>0ThenSetCATIA=CreateObject("")=TrueEndIfOnErrorGoTo0VB開發(fā)步驟如下：1 )分析模型的構(gòu)造特征，提取所需的關鍵尺寸，在建模過程中用尺寸約束那些需要參數(shù)化的關鍵尺寸，然后用CATIA建立零件的三維幾何模型，建模之前先打開宏錄制，作為零件庫的模板。2)建模完成后，關閉宏錄制。利用Formular命令，建立自己的變量，并利用這些變量控制模型的外形構(gòu)造特征。然后通過賦值或編輯相應的公式來實現(xiàn)這些變量跟模型實體尺寸的關聯(lián)。參數(shù)化尺寸驅(qū)動建模的原理就是通過改變這些變量，同時利用參數(shù)跟實體尺寸的內(nèi)部關系，

28、CATIA快速建立所設計的模型。3)建立用戶參數(shù)表。用Access建立數(shù)據(jù)庫表并保存然后通過外部調(diào)用的方式實現(xiàn)關聯(lián)。4)VB界面的定制。制作人性化的交互界面，然后調(diào)試后臺程序，實現(xiàn)VRCATIA與數(shù)據(jù)庫Access的無縫連接。(2)運用VC對CATIA進行二次開發(fā)CAA實際上采用的是以面向?qū)ο蟮某绦蛟O計語言(OORObject-Oriented-Programming)為基礎的組件對象模型(COM，ComponentObjectModel)和對象的連接和嵌入技術對其組件對象進行擴展開發(fā)的。作為當前編程開發(fā)普遍采用的方式，面向?qū)ο蟮某绦蛟O計開發(fā)開發(fā)出的程序具有抽象性、可復用性、封裝性等優(yōu)點。同時

29、采用COM技術可以使得CAA的開發(fā)程序更加簡便且趨于標準化。(3)運用知識工程模塊對CATIA進行二次開發(fā)知識工程模塊/KnowledgeWare,為CATIA提供了專門的參數(shù)化建模工具，達索公司開發(fā)之處就加入的模塊。用戶主要是通過利用其中的Formular命令、DesignTable命令以及Catalog命令功能來實現(xiàn)自定義模塊的參數(shù)化，通過參數(shù)驅(qū)動模板模型快速成型。很多庫的建立都是采用模板建模技術,模板的關鍵尺寸進行參數(shù)化，通過Formular命令提供的方法設定模型的特征參數(shù)，同時將參數(shù)和幾何特征關聯(lián)，并將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)表中，最終將參數(shù)表格和模板模型同時入庫，使用過程中只需選擇表中的數(shù)據(jù)參

30、數(shù)就能驅(qū)動CATIA自動建模。這種方法生產(chǎn)的零件庫能實現(xiàn)模型參數(shù)的查詢、添加和刪除等操作，用戶可以將自己的設計經(jīng)驗添加到規(guī)則和檢查等功能中，來提高設計效率，同時還能診斷用戶輸入的參數(shù)的正確性，避免不合理的數(shù)據(jù)影響設計產(chǎn)品。(4)三種開發(fā)方式的優(yōu)缺點上述三種開發(fā)方式各有特色，通過下面的表來進行其優(yōu)缺點的對比：表三種開發(fā)方式的優(yōu)缺點對比CAAC+AutomationKnowledgeware設計目的 Deepcustomization IntegrationwithothersystemsSimplecustomizationReplacerepeatingoperationsKnowledge-

31、baseddesign開放性HighVeryLimitedNone開發(fā)技術CompilingLanguageScriptLanguageInteractiveGUI開發(fā)困難度HighLowVeryLow穩(wěn)定度HighLowHigh底層使用技術CAAC+VBVBA本文使用VB進行CATIA二次開發(fā)，其優(yōu)勢在于：簡單易學，容易上手，對在二次開發(fā)剛剛?cè)腴T的開發(fā)人員和公司，能有效縮短學習時間，研發(fā)周期。數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫存放翼肋的尺寸參數(shù)，所以在設計數(shù)據(jù)庫之前要先提取翼肋的關鍵尺寸2425,詳細翼肋零件庫表見表。表翼肋庫表普通肋加強肋釧接肋釧接肋釧接肋緣條釧接肋整體肋整體肋腹板釧接肋桁架肋桁架肋立柱釧接

32、肋圍框肋圍框肋板彎腹板開孔釧接肋參數(shù)化后提取了18個關鍵尺寸。對著18個參數(shù)見表，普通整體肋為例，結(jié)構(gòu)圖見圖：表機翼翼肋參數(shù)表翼肋長度a桁條缺口高度g肋前局度b桁條缺口下邊長度h肋后高度c桁條缺口高度i腹板厚度d1桁條缺口定位尺寸j左緣條腹板間距d2桁條缺口上邊長度k右緣條腹板間距d3桁條缺口定位尺寸l加強筋腹板間距d4減重孔半徑R1加強筋寬度d5減重孔半徑R2緣條厚度d6減重孔半徑R3圖整體肋結(jié)構(gòu)示意圖本文采用的數(shù)據(jù)庫是ACCESS2010據(jù)庫，將提取出來的參數(shù)作為字段入庫，參數(shù)表結(jié)構(gòu)如表：表翼肋參數(shù)數(shù)據(jù)庫表K好曾工Model脂鈔0aD - vhKLdgnVcint加明虹二電F - *心的/

33、*13«h£*l«r 4K3WC(XFfe-二皿祖E"針EO:田匕如C*iri wiiT：Re-it扣Cvrti皿此>了1C.uyti二在匕必三C«ar>e4tiIE3 i.甜立山砥：寸3 站.r£t.1rhbitjlcon慚M）*/法01 UhMel5b晨dTtib配L - m曲血獷乳司T*nt5-F制eCtlor gJULUCO 電ki.: Aa壯數(shù)據(jù)庫訪問方式Visualbasic對數(shù)據(jù)庫的訪問有四種方式，分別為OLEDB的ADO（ActiveX數(shù)據(jù)對象）控件鏈接與訪問方式、通過數(shù)據(jù)環(huán)境設計器的鏈接與訪問方式、DAO

34、（數(shù)據(jù)訪問對象）對象模型分層結(jié)構(gòu)鏈接與訪問方式、使用ADODB對象的鏈接與訪問方式。本文采用ADO控件鏈接數(shù)據(jù)庫。建立Adodc控件與數(shù)據(jù)庫的鏈接按如下操作步驟：（1）進入Adodc屬性定義：在Adodc控件上單擊鼠標右鍵，選擇“Adodc屬性”菜單；或者進入“屬性”窗口里選擇“自定義”項，進入“屬性頁”，如圖：屆畦頁啟用qf萋讓I彥黑費士字值迷播資夙rftfti回一一元件gjI:渡“使閑one數(shù)據(jù)關源自賽也】|儺伊.I便用電運翹gI江/：二1其他黑性孫r圖Adodc控件屬性選項卡（2）“通用”選項卡中，選擇“使用連接字符串"選項，再單擊“生成”按鈕,出現(xiàn)“數(shù)據(jù)鏈接屬性”窗口的“提供

35、者”選項卡，如圖：圖數(shù)據(jù)鏈接屬性選項卡（3）選擇MicrosoftJetOLEDBProvider再單擊“下一步”按鈕，出現(xiàn)“連接”選項卡，單擊瀏覽鈕，選擇合適路徑下的數(shù)據(jù)庫，如圖所示。再單擊“測試連接”按鈕，出現(xiàn)“測試連接成功”信息。最后，單擊“確定”按鈕，返回圖所示的“屬性頁”，在“使用連接字符串”下已經(jīng)表明數(shù)據(jù)庫與Adodc控件連接成功。（4）選擇“記錄源”選項卡，如圖所示。在“命令類型”下拉框中選擇“2-adCmdTable'選項，在“表和存儲過程名稱”下拉框中選擇數(shù)據(jù)表Ribdata；或在“命令類型”下拉框中選擇“1-adCmdTexf選項，在“命令文本（SQD”處輸入SQL

36、命令（比如，select*fromRibdata）,獲取數(shù)據(jù)表子集。單擊“確定”按鈕，Adodc控件與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)表鏈接設置完成。圖記錄源選項卡圖鏈接數(shù)據(jù)庫選項卡此外，Adodc還有一些可以利用的屬性（見表）和事件（見表）。表Adodc控件的常見屬性Mt生注口EOFJLciian3余，時的工建；o-舞在M己豆?一允許斯皆ITdwi電師叼的佻理：X福五百七漫J理伍江赴l(fā)lijitile：當使用垢一拄件國僅力？通法，T也費可地1J,£氣不公CsptlSJL讀巖ALOdata由后鎏吝價金Orit-nta：riml|J-AiElafriicntiJ才:平)工-口mid4至克】Inhblcid

37、表Adodc控件的事件事耳產(chǎn)生隸件HilliHow當UL打工UUhL七.。1口-R*C13H&+-具nW電.EHE-DX-df«tE:DE-kMu：iK,'Rcqi?1.Ct1ctsJpgtrdze-Ij.Re-qtwry：rernir丐:1少虹當£口尼隸是甘三典言主攜方寸土生工MDieCivleit在，門之后當記錄指升法m后發(fā)蘭，.稿)CItuuibj3«ld在T.L-Ji月春虹前-FidIdCkUif#Cufl|jlAt&在門1rh9工破【式小事群,之后.BillChanfBpcoo'd.當14什EvDOTtfjDt!.ITpk

38、EjitvsRvcaTda»1.de-lnt*、C'"T'ilfft.CanrslCpditt、?pccrdj-ttidttpflch強RKOQciJtTXaiLzfilBarcL7f去l+Mu串jTkanr«C-口-±lilldiMi|5«EaaxJ軍合宓后VTillCii4vltMRd”1fttillRirwri-*tf*ijH-jy.R*«_rdr»tfiivnc-y：*-Tdrf-1.CJns*累恥期/父3窗g®:口岫Lsg后。1曲姐HMdT時的i件？后.油目H打巴但書源回一個節(jié)甲E.5翼肋

39、零件庫系統(tǒng)設計翼肋零件庫構(gòu)架本文飛機機翼翼肋零件庫系統(tǒng)按照設計要求分為三個層面：CAD系統(tǒng)層面（CATIA）用戶界面層面（設計主界面）以及數(shù)據(jù)庫層面，如圖所示。L目一,j|i7t”.i首參宜科3,翌累降系統(tǒng)篇。系統(tǒng)（客戶甯）L二QJ圖機翼翼肋零件庫系統(tǒng)構(gòu)架其中CAD系統(tǒng)為客戶端的窗口，是零件設計的入口，通過利用Automation在CATIA中建模進行宏錄制和調(diào)用，然后在VB中建立用戶界面，方便用戶進行設計，止匕外，該層面最重要的功能即是完成用戶界面層面的調(diào)用26o用戶界面作為本系統(tǒng)核心的層面，與用戶直接打交道，利用此界面設計師能夠完成對零件的種類選擇，零件參數(shù)的操作，包括對數(shù)據(jù)庫中參數(shù)記錄的

40、添加、刪除及修改等。作為系統(tǒng)的最低層，數(shù)據(jù)庫層面主要實現(xiàn)對機翼翼肋零件特征參數(shù)的存儲和管理，本文的數(shù)據(jù)庫采用的是ACCES數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)主要模塊根據(jù)開發(fā)系統(tǒng)各部分的功能不同，主要包含4大模塊，如圖所示。圖系統(tǒng)模塊劃分各模塊功能及實現(xiàn)用戶模塊此模塊包括注冊登錄模塊和人員管理模塊。開發(fā)人員的用戶名、密碼和等級信息全部存放在管理員數(shù)據(jù)庫中，之所以設置登錄模塊的主要是對信息的保密和對知識的尊重，人員管理模塊提供具有一定權限的用戶能對管理員數(shù)據(jù)庫信息的添加、刪除、修改以及對其他普通用戶群的管理等操作。(1)設計思路為了對信息的保密，只有本公司的飛機設計與制造人員才能使用此系統(tǒng)進行翼肋的查詢與設計，因此進入

41、該系統(tǒng)必須登錄。新員工可以通過注冊窗口注冊成為普通用戶來使用此系統(tǒng)的部分開放功能，如查詢與參數(shù)建模。之后管理員可以根據(jù)新員工的工作性質(zhì)修改其權限。登陸界面如圖，注冊窗口如圖。夏的登錄牌面it圖注冊界面圖登陸界面(2)實現(xiàn)過程創(chuàng)建管理員Access數(shù)據(jù)庫表,包括用戶名、密碼和用戶類型三項如圖。按圖布置好控件,除此之外需有一個Adodc控件，其屬性設置參考上文的數(shù)據(jù)庫訪問方式，一定得將其Databasename屬性和RecordSource屬性改為管理員表的地址和管理員表的名稱。阻廣電*音的*用戶史崟題M群前5?khtib11232tigsr4班2工N?加2Lgo1012圖管理員表布好控件后雙擊登

42、陸按鈕開始編程：DimiAsIntegeri=0If=""ThenMsgBox"賬號不能為空！",vbInformation+vbOKOnly,"錯誤信息"ElseIf=""ThenMsgBox"密碼不能為空！",vbInformation+vbOKOnly,"錯誤信息"EndIf=adCmdText="Select*FromAdmindataWhere用戶名='"&&"'andcstr（密碼）='&quo

43、t;&&"'"IfTheni=i+1Ifi>=3ThenMsgBox"您已連續(xù)登錄失敗三次，請稍后再試，若忘記密碼請與管理員聯(lián)系！","提示"UnloadMeElseMsgBox"用戶名或密碼錯誤！",vbOKCancel+vbQuestion,"錯誤信息"=""=""EndIfElseUnloadMeEndIf雙擊注冊按鈕進行程序編輯，將用戶類型定義為2類（普通用戶）：IfLen（Trim）<=0OrLen（Trim）

44、<=0ThenMsgBox"用戶名和密碼不能為空，請輸入！","提示！"UnloadMeElse="Admindata"（"用戶名"）.Value=（"密碼"）.Value=（"用戶類型"）.Value=MsgBox"注冊成功，您已成為普通用戶，您可以對軟件進行有限的操作了！","提示！"UnloadMe用戶管理界面的設計，在查詢窗口上點擊用戶管理模塊按鈕，進入管理系統(tǒng)后，系統(tǒng)自動判斷登錄的用戶是普通用戶還是管理員用戶，然后彈出相

45、應的交互框，如果是管理員將具有刪除，添加，修改，查詢等特權，普通用戶只能修改密碼。查詢模塊查詢模塊包括了系統(tǒng)交互界面與存儲數(shù)據(jù)的通信接口及數(shù)據(jù)表兩個部分。通信接口用于實現(xiàn)主程序?qū)?shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)信息的提取與存儲功能；數(shù)據(jù)表用于存放從手冊中及國標中查詢的飛機翼肋參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)用戶指定的型號進行檢索，用戶還可以對其進行修改、添加、刪除等，其中型號查詢先指定機翼的翼型，然后選擇相應的翼肋型。選擇相應的翼型左下方調(diào)出相應的二維圖，同樣，選擇完翼肋后也能顯示對應翼肋的三維圖。如圖所示。SrI鋪臥e鬣W；1用眄日妾國初皆上m桿土efA：雪的舞舊險點點TM*RR再由+H*.fciHI»4性注用用毗占

46、津N三目布電田1鼻鼻汕*«，-1AM日寸用=*，而:蟒出eAriKTTiBlh/丹超*勝1t勝即197惘3為鼻一日崛觸二書最事!115閆香色，下|avj(4nr*.%-%一用1T圖查詢窗口查詢窗口的建立：根據(jù)窗口功能建立如圖所示窗口并布置好相應的控件。在此窗口中實現(xiàn)型號查詢、翼型查詢、顯示Access表內(nèi)容、注意事項、樣圖顯示和進入用戶管理界面的功能。表與控件的連接與用戶模塊中的一樣，此處就不在贅述。與數(shù)據(jù)庫的鏈接完成后打開程序編輯框，輸入下面的程序段：PrivateSubCombo1_Click()=LoadPicture&"Wingpicture'&qu

47、ot;&EndSubPrivateSubCombo3_Click()=LoadPicture&"ribpicture'"&EndSubPrivateSubCommand1_Click()EndSubPrivateSubDataGrid1_Click()Set=Adodc3="select*fromRibDatawhere翼型='"&&"'and翼肋結(jié)構(gòu)='"&&"'and翼肋類='"&&"

48、;"'EndSub創(chuàng)建模塊創(chuàng)建模塊的功能是連接CATIA然后在CATIA中建立三維模型，顯示桁條裝配時的基準面的功能，用戶對庫的管理功能等，對應翼肋總體失穩(wěn)校核功能。該模塊根據(jù)不同類型桁條設有多個并列界面，但各個界面都是大同小異，以整體翼肋的界面的建立為例說明。主窗口如圖所示。圖創(chuàng)建模塊主窗口創(chuàng)建模型功能的實現(xiàn)：編輯打開錄制好的整體肋的宏程序，將程序保存到文本中備用。如圖所示添加所需控件，將一個Button控件名稱改為CmdCrea,Captiorfli性改為“創(chuàng)建”，然后雙擊“創(chuàng)建”按鈕，打開程序編輯窗口輸入如下程序：PrivateSubCmdCrea_Click()Lan

49、guage="VBSCRIPT"DimCATIAAsObjectOnErrorResumeNextSetCATIA=GetObject(,"")If<>0ThenSetCATIA=CreateObject("")=TrueEndIfOnErrorGoTo0在這程序之后加上錄制的宏程序,然后將宏程序中的參數(shù)進行參數(shù)化。添加picture控件，將對應翼肋的三維建模圖片添加到控件的picture屬性里。將翼肋的裝配基準的注釋添加到窗口上，如圖所示。校核模塊按圖布置好控件，雙擊校核按鈕進行編程，將第三章中的校核公式進行修改，VB能

50、識別的形式，其校核程序段如下：d1=Val:d2=Val:d3=Val:d6=ValE=Val:b=Val:心e=Val:F=ValV1=F/(d1*b+(d1+d2+d3)*d6*2)V2=*E*di*di/(1-ae*心e)*b*b)IfV1<=V2ThenMsgBox"翼肋的載荷超過屈服極限，此翼肋不滿足要求！""提示"ElseMsgBox"此翼肋滿足要求！"，"提示"翼肋庫的新增功能的實現(xiàn)：首先新建一個窗口（此窗口只有有一定權限的人員才能打開），名稱改為“設計窗口”，如圖所示布置好控件。考慮到不同類型

51、翼肋有不同數(shù)量的參數(shù)，而對數(shù)據(jù)庫進行修改時都要調(diào)用設計窗口，所以在設計窗口中將所有翼肋的參數(shù)列舉出來，修改時只需要修改對應的參數(shù)，而用不到的參數(shù)則填零。End If圖登陸窗口圖圖設計頁面窗口主界面總體布局機翼翼肋零件庫主界面的設計在制動器零件庫的建立過程中相當重要，一個好的零件庫主界面能夠讓用戶對所要設計的產(chǎn)品一目了然，即使是不太熟悉本庫零件的用戶，也能夠?qū)缑娴膬?nèi)容有所了解，因此界面的設計在保證其功能的同時，應盡量做到友好、簡潔。在本設計中應用到了ADODC空件，和DataGrid控件26。本次設計的界面結(jié)果如圖所示。6零件庫的使用說明打開系統(tǒng)，進入登陸界面如圖所示。如果沒有用戶名可以點擊注

52、冊按鈕進入注冊界面如圖所示，在注冊界面用戶可以注冊為普通權限用戶。如果有賬號直接輸入用戶名和密碼點擊確定可以進入查詢窗口如圖所示，當然在登錄界面是有系統(tǒng)保護的，如果密碼連續(xù)三次輸入，界面將被鎖定，強制退出。注冊窗口圖查詢窗口用戶可以在查詢窗口根據(jù)機翼的種類和翼肋的型號進行查詢。查詢窗口的DataGrid插件可以根據(jù)查詢結(jié)果顯示查得的翼肋參數(shù)信息。圖片窗口顯示相應的機翼翼型和翼肋型的樣圖。點擊“用戶管理”按鈕可以進入用戶修改界面如圖所示，所有用戶都可以進入修改密碼界面，只有管理員才能進入到管理原入口。修改密碼界面如圖所示，點擊管理員入口后，系統(tǒng)會進行身份的校核，如果有管理員權限，則彈出管理員管理

53、界面，如圖所示，可以進行相應的修改，添加和刪除操作。點擊“修改”按鈕如圖所示界面，管理員能夠修改用戶的權限；點擊“添加”按鈕，會彈出如圖所示的界面，管理員可以在該界面添加需要添加的用戶及其權限的設定；點擊“刪除”按鈕，系統(tǒng)會彈出如圖所示的刪除界面，管理員可以進行用戶名的查詢，然后執(zhí)行刪除命令。修改密碼界面Forml用戶名:；T弒幟眼；-:注，幟陽；蕾強員為霄普通用尸為藝修改圖管理員窗口圖管理員修改窗口? Forml!阿用戶鋅廠. 理存 j''''權淑二:注：銀瞅:管理員如：鋌跳戶為由；：>Siiia FormG零語班冬胎用戶芻；：|亞直. I li 4.4

54、 I s ,. a I b . .Jia用戶(板屏二 , r n !" I e ,«那圖管理員添加界面圖管理員刪除界面點擊圖中的“查詢”按鈕，進入創(chuàng)建窗口如圖所示，窗口中顯示了所查詢翼肋型號的參數(shù)信息和模型圖。用戶可以根據(jù)需求更改該型號翼肋的參數(shù)后進行建模，點擊“創(chuàng)建”按鈕，系統(tǒng)會自動調(diào)用CATIA并創(chuàng)建出該型號翼肋的三維模型。點擊“設計”按鈕進入數(shù)據(jù)庫的設計與修改窗口如圖所示，如果用戶權限達到要求，用戶就可以對數(shù)據(jù)庫內(nèi)容進行添加、刪除、修改等操作。校核欄中，用戶填入對應數(shù)據(jù)可以判斷此翼肋是否符合設計受力情況，來減少因結(jié)構(gòu)受力不合格而浪費不必要的時間，所以創(chuàng)建前一定得先校核

55、。在設計窗口進行添加命令前，需要要先點擊“新建”按鈕，清空數(shù)據(jù)。圖創(chuàng)建窗口7結(jié)束語隨著社會日益增加的競爭和企業(yè)對CAD零件庫重要性的深度認識，件庫的開發(fā)應該會隨著人們的知識和經(jīng)驗的積累而越來越完善。尤其是對于航空航天業(yè)這樣的大工程，高科技，高消耗的行業(yè)的制造業(yè)來說，好的三維CAD零件庫設計顯得非常的重要，它能極大的提高設計效率，節(jié)省成本，把有限的資源最大化。本課題正是基于這幾點，開發(fā)了基于CATIA的飛機機翼翼肋零件庫，把機翼翼肋的常用件進行了歸納，建立了翼肋的零件庫，在老師和同學的幫助下，做了以下幾點主要的工作：通過對翼肋的結(jié)構(gòu)特征進行分析，提取相關零件的關鍵尺寸，建立比較全面的零件參數(shù)數(shù)據(jù)

56、庫；利用VB設計出較友好的人機交換界面，易于管理；利用查詢界面用戶能夠?qū)Ρ驹O計平臺包括的零部件一目了然，此界面跟數(shù)據(jù)庫相連，能夠及時將數(shù)據(jù)庫中相關零件參數(shù)顯示到界面上，除了能選用數(shù)據(jù)庫中已有參數(shù)外，用戶還能夠自行添加所需參數(shù)，如果對添加參數(shù)不滿意，用戶還可以進行修改或刪除；通過Automation接口與CATIA相連，對宏進行修改，最終完成對CATIA的二次開發(fā)，使之能夠跟用戶進行交互式自動建模。利用本次開發(fā)出的翼肋零件庫，用戶能夠完成翼肋的快速設計，從而提高設計效率。對于本文開發(fā)出的系統(tǒng)，由于時間和本人能力有限，還存在著許多需要進行改進的地方：翼肋零件庫中零件的種類有限，還需要擴充，本文僅標準化了部分飛機的翼肋，在完善系統(tǒng)方面還有進一步的提升，如主界面結(jié)構(gòu)