以CAT I A为平台的起落架零件
参数化建模技术研究
李海滨,杨义虎,朱姗姗,邱元庆
(西北工业大学机电学院,西安710072)
摘要:通过对起落架零件进行结构特征分析,提取各个特征的主要特点,采用参数化建模方法,以C ATI A为开发平台、VB 为二次开发工具,初步开发出较为实用的起落架零件的参数化建模系统。
关键词:起落架;C ATI A软件;参数化建模
中图分类号:TP39119 文献标识码:A 文章编号:1671—3133(2009)07—0037—04
A param etr i c m odeli n g of parts of undercarr i a ge
parts usi n g AP I i n CAT I A
L I Hai2bin,Y ANG Yi2hu,ZHU Shan2shan,Q I U Yuan2qing
(College ofMechanical and Electrical Engineering,North western Polytechnical University,Xian710072,CHN) Abstract:Quick generati on of a three2di m ensi onal shape model of undercarriage is one of the most i m portant issues in the p r ocess of aircraft design.Thr ough analyzing the structure characteristics of undercarriage,its structure characteristics are classified,in or2 der t o withdra w the main traits of each characteristics and use para meterizati on modeling method which is adop ted C ATI A as de2 vel oped p latf or m and VB as re2devel oped t ool,the first step devel op s the more p ractical of para meterizati on modeling syste m which is based on the characteristics of undercarriage.
Key words:undercarriage;CATI A s oft w are;para metric modeling
0 引言
起落架是飞机的重要组成部分,是飞机在地面停放、滑行、起降和滑跑时用于支承飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。
起落架的主要作用为:1)承受飞机在地面停放、滑行、起飞、着陆和滑跑时的重力。2)承受、消耗和吸收飞机在着陆时与地面的撞击和颠簸能量。3)滑跑与滑行时的制动。4)滑跑与滑行时操纵飞机。起落架是飞机设计、制造中一个非常重要的环节。在传统的设计中,对每个起落架都要从头开始进行结构设计,效率很低,因此,如何快速地生成飞机起落架模型是一个重要的问题。
本文通过对起落架零件进行结构特征分析,提取各个特征的主要特点,采用参数化建模方法,以CAT2 I A为开发平台、VB为二次开发工具,研究了一种可以快速生成飞机起落架零件的参数化建模方法,初步开发出较为实用的起落架零件的参数化建模系统。1 系统开发工具简介
111 CATI A V5R16
CATI A具有一个独特的装配草图生成工具,支持欠约束的装配草图绘制以及装配图中各零件之间的连接定义,可以进行快速的概念设计。它支持参数化造型和布尔操作等造型手段,支持绘图与数控加工的双向数据关联。CATI A V5有良好的人机交互环境,在实际应用中十分广泛。因此可以通过CATI A V5软件提供的接口对其进行二次开发,即应用V isual Basic 对CATI A进行二次开发,实现快速生成起落架零件的参数化模型。
112 V isual Basic610
VB(V isual Basic)是一种基于Basic的可视化的程序设计语言。VB一方面继承了先前Basic程序设计语言所具有的简单、易用的特点,另一方面在其编程系统中采用了面向对象、事件驱动的编程机制,用一种巧妙的方法把W indows的编程复杂性封装起来,
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提供了一种所见即所得的可视化程序设计方法。
2 二次开发方法比较
二次开发就是把商品化、通用化的CAD系统用户化、本地化的过程,即以优秀的CAD系统为基础平台,研制开发符合国家标准、适合企业实际应用需要的用户化、专业化和集成化软件。二次开发可使软件具有良好的人机交互界面,并且可以集成大量专业设计人员的经验,使一般的设计人员能够使用计算机进行产品设计,从而提高整个设计过程的效率和质量。
CATI A二次开发分别使用自动化应用接口的宏和基于组件应用架构(CAA)的二次开发,简介如下。
1)使用自动化应用接口(Aut omati on AP I)的宏。CATI A Aut omati on提供了约360个接口对象,107个枚举数据类型,枚举数据类型包含CATI A定义的专用数据常量。宏是一系列组合在一起的命令和指令,以实现多任务执行的自动化。在CATI A V5中可以利用宏进行数据输入、数据处理和可选参数的实时完整性处理。使用自动化应用接口的宏这种交互式定制方法,借用不断执行操作顺序产生简易且具有相互作用的定制,用于自动化组件(aut omati on)、日志(j ourna2 ling)、V isual Basic和JavaScri p t/H t m l(超文本标记语言)的开发,利用V isual Basic产生图形用户界面,不仅如此,Aut o mati on AP I还具备与任何OLE(对象的链接和嵌入)兼容的平台进行通讯的能力。
2)基于组件应用架构(Component App licati on A r2 chitecture,CAA)的二次开发(CAA V5C++and Java AP I)。这种方法具有强大的交互、集成和用户特征定义功能,并有一套自己的体系架构。CATI A V5是按照组件模型建立起来的,用户可通过开发CAA组件对CATI A进行扩展,也可以把自己开发的CAA组件结合起来实现用户自定义。
上述CATI A二次开发的两种方法比较见表1。
表1 两种方法比较
比较内容CAA C++Aut omati on AP I
设计目的深层开发简单开发
开发性高低
开发技术编译语言脚本语言
开发困难度高低
稳定性高低底层使用技术CAA C++CAA C++
从表1可以看出使用CAA C++可以进行最有效率的应用程序开发,但入门困难。Aut omati on AP I功能限制相当大,但入门容易。所以建议开发工作尽可能使用Aut omati on AP I,不足之处再以CAA C++完成。
编写自动化应用接口(Aut omati on AP I)的宏使用的脚本语言是可视化程序设计语言应用(V isual Basic for App licati on,VBA),该脚本几乎提供了所有V isual Basic语言及图形的界面功能。VBA本身有一个完整的集成开发环境(I ntegrated Devel opment Envir on ment, I D E),有方便的代码提示、语法高亮显示及强大的调试功能,因而手工编写代码很方便,但VBA脚本不能编译。由于VBA和VB的开发环境十分相似,两者之间交换数据也十分方便,因此可以先在VBA上调试程序,然后再导入到VB中编译成可执行程序。
3 参数化建模过程
本文以起落架关键结构件外筒为例,进行分析和研究。
311 使用VB进行CATI A二次开发的基本流程进行CATI A二次开发的基本流程如图1所示
。
图1 使用VB进行
CATI A二次开
发的基本流程
使用VB设计应用程序一般
需要三个主要步骤:创建应用程
序的窗体和控件界面、设置属性
和编写代码。按照总体方案设
计,建立工程后,先创建窗体,即
创建用户与应用程序进行交互
操作的可视化界面,然后创建所
需的控件,也就是包括在窗体内
的对象。每种类型的控件都有
自己的属性,按照系统要求,为各个控件设置初始属性,然后进行代码编写。打开一个标准VB文件,引入CATI A的类型库文件,双击p r o2 ject->references…,打开如图2所示对话框,
把以
图2 C ATI A类型库对话框
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CATI A 开头的库都选中,然后在主模块中加入模型更
新代码,流程如下:1)打开需要创建的模型文件;2)修改模型参数;3)用VB 启动CATI A ;4)处理模型创建时可能会出现的异常,若创建失败,恢复到输入参数的窗口界面,重新输入参数,到模型成功创建;5)关闭窗口。312 起落架外筒零件基于特征参数化建模系统实现过程
1)外筒建模分析和分解特征模块。
模块化是指
图3 外筒基于特征的模块划分
对产品或系统进行规划和组织,在对产品进行分析的基础上将产品分解成低一级的子单元。根据模块化的思想,产品将由传统的产品2部件2零件的构成模式转变为以
模块和模块单元组成产品的模式。外筒基于特征的模块划分如图3所示。2)确定各个特征模块的特征尺寸和提取参数化条件。以外筒中部耳片为例(见图4),腔槽长度、腔槽高度、圆弧圆心以及半径等都是决定中部耳片形状特征的尺寸,是特征尺寸,提取参数化条件就是提取这些特征尺寸,并将这些尺寸参数化
。
图4 中部耳片的特征尺寸
3)确定绝对坐标系。外筒零件的绝对坐标系和中部耳片位置如图5所示。外筒零件绝对坐标系和图
样的绝对坐标系一致
。
图5 外筒零件绝对坐标系和耳片位置
4)VB 创建用户界面。基于特征参数化系统登陆
界面如图6所示
。
图6 基于特征参数化系统登陆界面
5)VB 启动CATI A 。创建VB 与CATI A 的连接,
主要使用Create Object 和Get O bject 函数,创建获得对ActiveX 对象的引用。用VB 启动CATI A 的代码如下。
9
3
D i m CATI A A s Object
On Err or Resume Next
Set CATI A =Get O bject (,"CATI A 1App licati on")//打开CATI A
文件(CATI A 已经打开的情况)//
I f Err 1Number <>0Then
Set CATI A =Create Object ("CATI A 1App licati on")//启动并创
建CATI A 文件(CATI A 未打开的情况)//
CATI A 1V isible =True
End I f
On Err or GoTo 0
6)用VB 创建外筒零件的一个特征模块———中部
耳片的参数化界面。创建如图7所示中部耳片参数化
界面,在VB 中写入参数化建模的代码,点击创建,即可在CATI A 中生成中部耳片的模型,如需修改尺寸,可在图7所示界面中修改,点击创建,即可生成新的中部耳片
。
图7 中部耳片参数化界面
4 结语
本文研究课题来源于某航空国防企业《起落架高效数控加工系统的研究》项目,针对起落架零件在传
统建模过程中存在的周期长、效率低的问题,利用
CATI A 软件作为二次开发平台,VB 作为二次开发语
言,对起落架零件快速生成参数化模型的技术问题进行研究,开发出实用的起落架参数化建模系统,该系
统已经在某重点型号飞机起落架参数化建模过程中得到应用,并取得较为满意的结果,积累不少宝贵的经验,同时缩短建模的周期,提高效率,为飞机起落架的按期交付做出了积极的贡献。
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作者简介:李海滨,副教授,研究方向为CAD /CAM 。
作者通讯地址:西北工业大学552信箱转417室(西安710072)
E 2mail:whxia4574@yahoo https://www.doczj.com/doc/a612299956.html,
收稿日期:2008211220
(上接第148页)
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作者简介:尹晓霞,在读硕士研究生,主要研究方向:高效精密深孔
加工技术研究。吴伏家,中北大学教授。
闫利青,江西洪都航空工业集团助理工程师。
E 2m ial:yxx2401@https://www.doczj.com/doc/a612299956.html,
收稿日期:2008211224
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