基于CATIA的飞机结构件参数化设计研究

郭禹彤

摘 要：随着飞机数量的增加、性能的提升，不仅保证了国家的安全，同时也提高了我国在世界的地位、战斗能力。对此本文就基于CATIA的飞机结构件参数化设计，结合其建模等内容进行分析，希望对我国科学技术水平的提升，起着积极促进的意义。

关键词：CATIA；飞机结构件；参数化设计

目前针对于飞机制造，常采用CATIA软件，经过对其飞机框、梁等构件进行参数化设计，从而更好地提高我国的飞机设计能力、制造能力；为我国政治的独立、经济的稳定发展，奠定良好的基础。

1 CATIA概述

CATIA也被称作是交互式CAD/CAE/CAM系统，开发公司为法国达索公司；CATIA系列产品在航空航天、汽车行业、船舶制造等八大行业，能够提供数字化的参数设计，以及模拟解决方案；同时CATIA最初也起源于航空装备设计和制造，对此基于CATIA的飞机结构件参数化设计，是非常成熟和完善的。首先对其CATIA软件进行二次开发，借助原开发公司提供CAA开发工具，完成二次开发；主要的方式是在CAA开发工具的基础上，借助COM、0LE技术、各种API接口程序，在RADE开发环境，对其CATIA产品进行再开发。此种开发方式能够使其设计的程序更加标准化。

2 建模

飞机结构由机翼、机身、尾翼、起落装置、动力装置构成，在机翼、机身部位，需要采用大量的构件；且构件设计的合理性，直接关系到飞机的稳定性、工作质量；对此飞机结构件参数化设计，是一件复杂且繁琐的过程，且涉及的内容较多，同时还会经常反复应用已存在的类似特征，对此加强此方面的研究，是非常有必要的。首先以CATIA设计软件为基础，构建一个特征模板库，为设计应用奠定良好的基础。此程序之前，需要设计人员根据以往的经验，构建常见的、反复应用的特征模板；在CATIA设计软件的基础上，将参数等属性填入到软件内部的编辑知识模板中；最后当设计人员需要指定特征时，会在模板库内对参数尺寸等进行适当的驱动修整，使其符合所需特征的要求、条件。针对于零件特征相对繁琐时，且建立的特征库全尺寸驱动设计方法不合适时，就需要技术人员建立相应的繁琐特征模型，对其零件的组成、属性进行明确，然后对其实施分解与细化；同时分解后的零件特征，必须含有指定的几何、工程意义，其特征能够还原。采取此种方式，即在特征单元的基础上进行特征模板建立的方式，能够在保证建模速度的同时，还能保证尺寸参数属性的设置，保证参数化设计工作顺利进行。

3 交互式参数化界面开发

（1）CATIA软件中的命令，大都能够在菜单中找到，操作具有一定的简易性和方便性，对此，设计人员首先就要为其设计系统，进行菜单命令工具条超链接，像命令选项、悬浮命令按钮等进行构建制作。同时CAA工具的应用，能够提供菜单条添加、下拉，以及复选、单选按钮组的添加等功能；按钮组、添加工具条命令等。要想获取参数化设计系统的交互式界面，只需菜单栏中，点击“参数化设计系统”命令工具条按钮，此条命令交互式界面，由模型图、特征模板选择、参数设计区域组成。在模板选项上，进行指定特征模板的选择，此时在界面上的右上角会出现相应特征模板的图例，在示意图上会标注专门尺寸参数，并在设计参数区域，进行一系列的显示，此些参数尺寸即为特征模板的初始参数。其中参数化设计系统界面如图1所示；

（2）检查参数设计区域内，相应显示的特征模板参数是否满足所需要求；若是符合即可生成模板，若是参数设计不符合所需模板特征的要求，选择界面最下面一行中的读取数据命令工具条，在Excel数据表中，选择所需的参数组，此时在参数设计区域，就会自动显示设计参数；检查设计参数是否合理，若是合理选择生成模型按钮，此时在交互式界面，就会自动生成所需的特征模型。设计人员设置的尺寸参数组，在选择保存数据按钮后，系统会自动保存数据，为以后的应用奠定良好的基础；但是当设计人员设定的参数尺寸不合理时，系统会进行提示，需要设计人員重新进行参数尺寸设置，最后将其数据保存到 Excel表内。

（3）重复以上程序操作，进行其他飞机构件的参数化设计，最后将槽、孔、筋等特征，与其基体特征进行结合，就完成了整个构件的参数化设计，同时也要加强整体飞机构件参数化设计组合特征的检查，从而更好地保证飞机的安全性、可靠性。

4 总结

综上所述，通过对基于CATIA的飞机结构件参数化设计分析，发现其应用参数化设计方法，可以显著地提高设计效率、零件模型可读性，保证飞机整体结构的安全性、经济性，同时也大大降低了以往建模的误差影响、工作负担、建模时间以及设计成本等，但飞机设计、制造难度较大，性能等关乎着国家的安全、政治以及经济等问题，对此需要专业的设计人员、技术人员进行操作，从而更好地推动我国航空航天装备设计、制造行业的发展。

参考文献

[1]梁振刚，程学朋.基于CATIA的飞机结构件参数化设计[J].成组技术与生产现代化，2012，（2）：55-57.

[2]程学朋.基于特征的三维模型参数化设计[D].沈阳理工大学，2012.