编写生成飞机外形的ＣＡＴ队驱动器，就可以在ＶＣ＋＋环境下驱动ｃＡＴｎ自动生成飞机的外形三维图。以生成翼根翼型和位置为例，程序段如下：
ＨｙｂｒｉｄＳｈａｐｅＰｏｉｎｔＣｏｏｒｃｕＰ仃ｈｙｂｒｉｄｓｈ印ｅＰｏｉｎｔＣ００ｒｄ；
／／定义Ｃ肌中的点
ＨｙｂｒｉｄＳｈａｐｅＳｐｌｉｎｅＰ仃ｈｙｂｒｉｄＳｈａｐｅＳｐｌｉｎｅ；
／／定义Ｃ肌中的样条曲线，此为根弦翼型曲线
ｈｙ嘶ｄＳｈａｐｅＳｐＩｉｎｅ＝ｈｙ晰ｄＳｈａｐｅＦａｃｔｏ妒＞Ａｄ烈ｃｗＳｐｌｉｎｅＯ；
ｈｙｂｒｉｄｓｈａｐｅｓｐｌｉｎｅ－＞ｓｅｔｓｐｌｉｎｅ’Ｉ州Ｏ）；
ｈｙｂｒｉｄｓｈａｐｅｓｐｌｉｎｅ一＞ｓｅｔＣｌｏｓｉｎｇ（Ｏ）；
，／样条曲线的添加和参数设置
锄ｇｌｅ＝－Ｉｎｃｉｄ朋ｃｅ＋ＰＩ／１８０；肌ｎｃｉｄｅｎｃｅ为安装角
ｆｏｒ（ｉ＝ｏ；！ｉｎｆｉＩｅ【ｉ】．ｅｏ的；ｉ＋＋）／／直到翼型文件结束终止
｛
ｉｎｆｉＩｅ［订＞：强≯＞ｚ：
ｘｃ＝Ｃ一（ｘ‘ｃｏｓ（锄ｇｌｅ）－ｚ‘ｓｉｎ（姐ｇｋ））；
ｙｃ＝Ｏ；／／Ｃｒ为弦长
ｚｃ＝Ｃｒ‘（ｘ＋ｓｉｎ（锄ｇｌｅ）＋ｚ‘ｃｏｓ（锄ｇｌｅ））；
／／（ｘ，ｚ）为读入的翼型点坐标，（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）为根弦点坐标ｈｙｂｒｉｄＳｈａｐｅＰｏｉｎｔＣｏｏｒｄ＝ｈｙｂｒｉｄＳｈａｐｅＦａｃｔｏｒｙ一＞Ａ“ＮｅｗＰｏ缸Ｃｏｏｒｄ（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）；
／／在ＣＡＴ认中添加点
ｈｙｂｒｉｄｓｈａｐｅＳｐＩ如》ＡｄｄＰｏｍ（ｈｙ晰ｄＳｈａｐｅＰｏｉｌｌｔＣｏｏｒｄ）；／／将点添加到样条曲线
｝
此段程序定义了安装角这个参数，改变这个参数，在绘图时机翼的安装角就会发生变化。
对于其它部件形状，可编写类似的ＶＣ＋＋程序。以某飞机外形为例。
表ｌ列出了该飞机的机翼的外形参数，表２为平尾和垂尾的外形参数。机身的长度为３０ｍ，直径为３ｍ。运行所编Ｃ＋＋程序，就可以自动生成飞机的外形三维图。图３为依据该组参数在ＣＡＴ队中自动生成的三维图。
表ｌ机翼外形参数
参数值
机翼面积双Ⅲ?Ⅲ）７９．９６
展弦幽９．３
展长比忌Ｏ．３８
安装角（衄）３．Ｏ
内段梢根比＾。Ｏ．５２３
内段后掠角４－（出曲２７．５４
内段扭转角ｆ．（出ｇ）．２．９
内段上反角＾（蛔）５．Ｏ
外段梢根比＾：Ｏ．４１４２
外段后掠角４“啦）２７．５４
外段扭转角“咖）．２．２
外段上反角几（啦）３．Ｏ
翼根翼型ＮＡＣＡ６３－４１２
连接处翼型ＮＡＣＡ６３．２１０
翼尖翼型ＮＡＣＡ２４１２
—３７９４一
表２平尾和垂尾外形参数
参数平尾垂尾
面积双Ⅲ’Ⅲ）３０．０１５．０
展弦比彳５．Ｏ５．０
梢根吼０．４Ｏ．４
后掠角／ｌ（出ｇ）３０．Ｏ４５．０
扭转角ｒ（衄）５．Ｏ０．Ｏ
翼根翼型ＮＡＣＡ００１２ＮＡＣＡ００１２
翼尖翼型ＮＡＣＡ００１２ＮＡＣＡ００１２
图３生成的飞机外形
４结束语
由于ＣＡｌ７队提供的用于Ａｍ眦砒ｉｏｎ的二次开发接口非常丰富，几乎覆盖了ＣＡＴ认的所有模块的基本功能，特别是几何建模方面具有很强的曲面生成功能，加上面向对象的Ｃ＋＋编程语言的强大的自由编程功能。所以几乎在ＣＡＴ认中手工能实现的功能，用次二次开发技术都能实现。
从以上算例也可以看出基于Ｃ肌二次开发的飞机外形参数化设计是完全可行的。一旦建立好参数化模型，就可以实现飞机外形的自动生成，省去了重复的手工操作，缩短了飞机设计周期。
参考文献：
【１】孟祥旭，徐延宁．参数化设计研究【Ｊ】．计算机辅助设计与图形学学报，２００２，１４（１１）：１０８６．１０９０．
【２】金海波，丁运亮．飞机概念设计中的外形参数化模型的研究【Ｊ】．南京航空航天大学学报，２００３，３５（５）：５４０．５４４．
［３】ＲＤｄｒｉｇＩｌｅｚＤＬ，ＳｔＩＪｒｄｚａＰ．Ａｍｐｉｄｇｅｏｍｅｎｙｅｎｇｉｎｅｆｏｒｐ佗ｌｉｍｉ－ｎａｒｙ
ａ№ｍｆｔｄｅｓｉ鳃［Ｃ】．Ｒ肋ｏ，Ｎｅｖａｄａ，ＵＳＡ：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ４４ｔｈＡＩＡＡＡｅｍｓｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅｓＭｅｅｔｉｌｌｇ蛆ｄＥ）ｄｌｉｂｉｔ，２００１６．
【４】范辉，李为吉．ＣＡＤ系统的二次开发在飞机构型优化中的应用【Ｊ】．计算机工程与设计，２００６，２７（１３）：２３ｌ９－２３２１．
［５】Ｄａ豁跏ｎＳｙｓｔｅｍｓ．Ｃ枷ＡＶ５Ｉ眇ｕｓｄｓｄｏｃ啪％切ｌｉｏｎ【ｚ】．Ｄ船．ｓ肌ＩｔＳｙｓ自嘲，２００２．
［６】龙峰，樊留群．ｃＡＴｎＶ５二次开发技术探讨【Ｊ】．淮阴工学院学报，２００５，１４（５）：２１’２７．
【７】ＲａｙｍｃｒＤＰ．Ａｉｒｃｆｍｄｃｓｉ印：Ａｃ∞ｃｃｐｔｕａｌａｐｐｒｏ孔ｈ【Ｍ】．ＡＩＡＡＥｄｕｃａｔｉｏｎＳｅ画％．１９９９．
［８】杜天飞，张应中，罗晓芳．基于ｃＯＭ的ＣＡＤ软件二次开发平
台的构建【Ｊ】．计算机工程与设计’２００４，２５（１２）：２３４９．２３５１．
基于CATIA二次开发的飞机外形参数化设计
作者：谢岳峰， 余雄庆， XIE Yue-feng， YU Xiong-qing
作者单位：南京航空航天大学航空宇航学院,江苏南京,210016
刊名：
计算机工程与设计
英文刊名：COMPUTER ENGINEERING AND DESIGN
年，卷(期)：2008，29(14)
被引用次数：2次
参考文献(8条)
1.孟祥旭.徐延宁参数化设计研究[期刊论文]-计算机辅助设计与图形学学报 2002(11)
2.金海波.丁运亮飞机概念设计中的外形参数化模型的研究[期刊论文]-南京航空航天大学学报 2003(05)
3.Rodriguez D L.Sturdza P A rapid geometry engine for prelimi-nary aircraft design 2006
4.范辉.李为吉CAD系统的二次开发在飞机构型优化中的应用[期刊论文]-计算机工程与设计 2006(13)
5.Dassault Systems CATIA V5R9 user's doeumentation 2002
6.龙峰.樊留群CATIA V5二次开发技术探讨[期刊论文]-淮阴工学院学报 2005(05)
7.Raymer D P Aircraft design:A conceptual approach 1999
8.杜天飞.张应中.罗晓芳基于COM的CAD软件二次开发平台的构建[期刊论文]-计算机工程与设计 2004(12)
相似文献(10条)
1.学位论文郝利青基于计算机辅助工业设计的生物瓣膜造型优化设计2009
瓣膜置换手术是挽救心脏瓣膜疾病患者生命的有效手段，自19世纪60年代以来人工心脏瓣膜被越来越多地用于治疗心脏瓣膜疾病。随着人体心脏瓣膜流场理论和生物材料理论研究的不断深入，围绕人工生物瓣膜抗血栓、防钙化、大幅度提高使用寿命展开的计算机辅助心瓣造型设计理论与技术的研究以及瓣架加工的计算机辅助模具设计表现出广阔的前景。
本文依据心脏解剖学，以接近或达到人体天然心瓣的性能为目的，将传统设计理论与现代设计方法相结合，提出构建人工生物心脏瓣膜参数化模型的新方法。以采集临床心瓣动态参数为基础，通过对人体心瓣自然形态的分析导引出人工生物瓣膜的基本雏形，构建生物瓣膜参数化设计平台，运用CAID参数化软件Pro/E分别创建符合空间几何方程的旋转抛物面、圆球面、圆柱面和椭球面，随之依次与其对应的倒圆锥面相交确定边界线和重要点的空间位置，得到一系列较为精确的尺寸参数，建立瓣叶参数化模型，并利用有限元软件ABAQUS对各构型瓣叶参数的变化进行了应力分析。
有限元分析是目前心瓣应力计算普遍采用的方法，是人工心脏瓣膜抗疲劳、防钙化设计的关键步骤。而有限元软件自身存在着建模功能薄弱的缺点，计算机辅助心瓣造型设计的引入为人工生物瓣膜的参数化造型提供了极大的方便，并在保证建模效果的前提下进一步提高了各参数的准确性。人工心瓣的计算机辅助设计为生物瓣膜的有限元分析创造了条件，同时又能够根据有限元分析结果评测计算机辅助设计造型的优劣性，进而选择一种优化的生物瓣膜瓣型。文中对不同构型、不同厚度以及不同材料特性等系列瓣叶参数化模型进行了分析，并在有限元分析结果的指导下，通过比较各构型瓣叶应力分布情况发现：以椭球型面为基本构型瓣叶的第一主应力峰值低于其他型面瓣叶第一主应力峰值且椭球型面瓣叶较其他型面瓣叶应力分布较为均匀合理。因此论文采用椭球面作为生物瓣膜瓣叶的基本构型并用于生物瓣膜瓣架模具的设计、制作。
生物瓣膜瓣架模具设计是以生物瓣膜力学性能分析结果为依据并对生物瓣膜瓣架展开算法详细讨论而展开的。并应用计算机辅助模具设计模块化思想完成了生物瓣膜支架的模具设计，为生物瓣膜瓣架的精密成型与加工奠定了良好的基础。
2.期刊论文金昊炫.应济CAD中参数化设计子系统的研究和实现-机电工程2002,19(3)
该文研究了参数化设计的理论原理,建立了参数化设计子系统的系统模型,并在此基础上明确了实现该系统的关键技术:参数化模型和驱动机制,最后提供了实现这些技术的方法.
3.学位论文王铁敬轿车车身的参数化模型1998
4.期刊论文张莉芳.楚志远.王京鸣.陈运生.Zhang Lifang.Chu Zhiyuan.Wang Jingming.Chen Yunsheng基于I-
DEAS的三维参数化绘图方法及其在火炮设计中的应用研究-兵工学报2000,21(2)
提出了通过结构型式分类,类模型的提取,尺寸赋值建立变结构参数化模型的方法,在此基础上提出了基于I-DEAS的火炮零部件三维参数化绘图方案,实现了火炮零部件设计计算结果向图形的自动转化,为实现火炮总体结构的参数化、系列化和优化设计打下了基础.
5.学位论文史慧参数化技术在男西裤样板中的应用研究2008
目前关于样板参数化的研究，大量是泛泛的设想、框架以及知识库的定性描述或计算机辅助系统的开发设计，很少有针对某一具体服装样板，全面分析服装纸样的生成规律及样板设计推理机制，建立适合工业化生产的特征模型，真正实现其结构的参数化和自动样板生成的定量描述。本课题针对目前服装CAD系统的发展现状和服装企业的实际需求，提出了基于特征的男西裤结构参数化研究。通过分析男西裤纸样的的生成规律及样板设计推理机制，建立适合工业化生产的男西裤结构参数化模型，实现男西裤纸样的参数化设计。
本课题进行了男西裤结构设计原理分析，并探讨了造型、面料及工艺对结构设计的影响，将这些影响因素设置为相关参数对结构进行控制；以特征建模的思想对男西裤结构的数据属性、规则方法属性以及关系属性进行了提取和描述，优化其结构设计方法，生成了参数化的结构模型，以富怡CAD为平台采用平面制图的比例制图法具体进行结构设计。通过制作样衣验证其准确性和实用性；将参数名称、特征属性类型、参数类型及产品信息类型进行对应
，揭示了参数化模型尺寸驱动的原理。在参数化模型的基础上，分别改变男西裤纸样的规格信息、款式信息及面料信息，生成新的参数化样板；采用对比法和实例分析法，将生成的参数化样板与企业生产样板对比，验证了参数化样板的准确性和可用性。
研究结果表明男西裤纸样的参数化设计可以提高男西裤工业化生产的效率，用户可以在参数化模型产品的基础上进行产品任意信息的改变，找到相关参数变量重新赋值即可生成满足用户要求的样板，从耗时的角度看，参数化样板与传统CAD制板相比，效率至少提高10倍以上。男西裤作为男子下装的典型产品，建立其参数化结构模型并应用到企业中，会大大提高男西裤工业化生产的效率，很有理论和实际意义。
6.学位论文朱瑶洁框架式客车车身参数化设计方法的研究2007
相对其它设计方法而言，参数化设计更符合和贴近现代CAD中的概念设计和并行设计思想，因此参数化设计已经成为CAD行业中最热门的应用技术之一。车身是汽车三大总成之一，主要承受汽车在运行过程中的各种复杂载荷，因此车身设计历来都是汽车设计的关键问题并且需要较长周期。为了提高设计与分析的柔性，对车身模型的参数化设计已经成为车辆制造行业发展的必然趋势。然而目前对客车的参数化设计的研究还处于初级阶段。
本文着眼于车身设计的实际需求，在原有车型的基础上，将先进的参数化设计方法运用到客车车身骨架的建模和装配之中，主要开展了以下方面的工作：
1.对已有的数据资料进行前期的分析和整理，并制定了设计方案；
2.建立出分部件的参数化模型，提取确定出必要的主参数和从参数；
3.将参数化的分部件模块装配整合成整车的参数化模型，并对所有的约束和关系式进行必要的数据管理；
4.通过在Pro/Engineer的平台上利用Pro/Program进行二次开发，完成参数值输入窗口的建立；
5.对模型进行特定的测试检验，并提出了分方向的测试方法；
6.在参数化设计的过程中总结出基于特征的中型客车车身骨架的参数化设计的方法和原则。
参数化模型与传统的普通三维模型不同，在其建模过程中，应用了编程语言来设定条件约束和尺寸变动范围，模型的修改变动根据一定的运算法则，是完全的数字化智能化模型，充分发挥了CAD技术的优势。参数化模型的实现以及参数化设计方法在客车车身设计的成功应用，为后续的结构优化、有限元分析以及产品的信息管理都奠定了基础，并将最终提高车身结构设计的效率和可靠性，推动客车生产的系列化、通用化和标准化。
7.会议论文徐延宁.孟祥旭.吕琳一种融合行业知识的产品参数化模型2003
本文提出的融合行业知识的产品模型，可以有效的支持系列化产品设计，减少大量的重复设计过程。在分析计算机辅助产品设计现状的基础上，将设计过程分为若干阶段，根据各个阶段的设计背景，提出不同的有向图模型和求解策略，进而在有向图的概念下，整合各阶段的模型为完整的产品模型，进一步，给出了产品参数化模型的一种实现方法，提供设计人员各类工具集，引导其建立融合其行业知识的模型，通过对模型的求解得到设计实例。最后，结合压力机产品主传动系统的设计，给出了模型的实现实例。
8.学位论文王晓伟计算机辅助生物瓣膜参数化造型设计与有限元分析2008
对心脏瓣膜疾病患者进行瓣膜置换手术是挽救病人生命的有效手段。面对有关人工心瓣瓣型设计、流场理论、启闭机理研究、湍流射流效应、生物材料等理论研究的不断深入，围绕人工生物瓣膜抗血栓、防钙化、大幅度提高使用寿命展开的计算机辅助心瓣造型设计理论与技术的研究表现出广阔的前景。
本文依据心脏解剖学、薄膜壳体理论，以接近或达到人体天然心瓣的性能为目的，将传统设计理论与现代设计方法相结合，提出构建人工生物心脏瓣膜参数化模型的新方法。以采集临床心瓣动态参数为基础，通过对人体心瓣自然形态的分析导引出人工生物瓣膜的基本雏形，构建生物瓣膜参数化设计平台，在薄膜应力分析的基础上参考四种瓣叶参考型面，运用CAID参数化软件Pro/E分别创建符合空间几何方程的圆柱面、圆球面、旋转抛物面和椭球面，随之依次与其对应的倒圆锥面相交确定边界线和重要点的空间位置，得到一系列较为精确的尺寸参数，建立瓣叶参数化模型，并利用有限元软件ANSYS对各构型瓣叶参数的变化进行了应力分析。
有限元分析是目前心瓣应力计算普遍采用的方法，是人工心脏瓣膜抗疲劳、防钙化设计的关键步骤。而有限元软件自身存在着建模功能薄弱的不足，计算机辅助心瓣造型设计的引入为人工生物瓣膜的参数化造型提供了极大的方便，并在保证建模效果的前提下进一步提高了各参数的准确性。人工心瓣的计算机辅助设计为生物瓣膜的有限元分析和动态模拟创造了条件，同时又能够根据有限元分析结果评测计算机辅助设计造型的优劣性，进而选择一种优化的生物瓣膜瓣型。文中对不同构型、不同厚度、不同倾角以及不同材料特性等系列瓣叶参数化模型进行了分析，并在有限元分析结果的指导下
，通过比较各构型瓣叶应力分布情况，最终选择应力分布较为均匀合理的有一定倾角的椭球面型瓣叶构型，以用于生物瓣膜的设计、制作，为生物瓣膜的进一步研究、进行离体和在体实验及批量生产奠定良好的基础。
9.会议论文黄仕雄论全参数化T-FLEX的应用1997
该语言介绍了一种技术水平当今在国际上处领先地位的全参数化ＣＡＤ系统－－Ｔ－ＦＬＥＸＣＡＤ，并以该系统作为平台，开发了一系列产品零件的参数化图形库。简述了钻模的设计实例，说明了用该系统进行产品设计时，从建立零件图到生成装配图，以及装配图的调整与修改，都可以在所定义的参数化模型的调整与变化下实现，从而有效地提高了设计工作的效率。该文实例证明，参数化的ＣＡＤ系统在产品设计进程中有着极高的实用价值和极为广阔的应用前景。
10.学位论文郭克刚挖掘机工作装置变量化3D建模与CAD研究2008
挖掘机是工程机械的重要机种之一,其工作装置设计水平的高低直接影响着挖掘机的各项工作性能。传统的分析和设计方法已无法满足这种复杂产品设计的要求。随着CAD技术、三维建模等现代设计方法理论的普及和发展,工程机械的设计理论和设计方法正向自动化和智能化的方向发展。
本文主要研究挖掘机工作装置计算机辅助设计和参数化建模。根据液压挖掘机工作装置的结构特点和工作原理,对其进行了运动学、力学、设计合理性分析,结合杆组理论分析法,开发了一套挖掘机工作装置设计分析软件,建立挖掘机工作装置参数化模型,通过Pro/E二次开发,实现工作装置的参数化建模。
1、对杆组分析法的具体理论进行了阐述建立了用杆组分析法进行连杆机构运动分析的数学模型,运用拆杆法对连杆机构进行分析。详细论述了单杆、Ⅱ级杆组及有源组运动分析方法。这样对机构分析不仅准确快捷、调用方便,而且对各种不同类型的平面连杆机构都具有通用性。
2、建立挖掘机工作装置数学模型结合杆组分析法对挖掘机的工作装置进行运动学分析、力学分析、设计合理性分析,建立工作装置数学模型。
3、开发挖掘机工作装置辅助设计软件在对挖掘机工作装置数学模型充分分析的基础上,以VC++6.0为开发工具,编制一套界面友好、功能齐全适用反铲挖掘机工作装置的计算机辅助设计软件。
4、特征建模和参数化设计技术与实现方法的研究论述特征建模的概念、特点及过程；参数设计的特点、参数化模型；研究基于Pro/ENGINEER二次开发技术的参数化设计。
5、挖掘机工作装置的参数化建模基于三维通用软件Pro/ENGINEER,建立挖掘机工作装置结构的参数化模型。利用Pro/ENGINEER二次开发技术编写挖掘机工作装置参数化设计程序。
引证文献(2条)
1.湛岚.余雄庆.沈琼大型客机概念设计的外形参数化CAD模型[期刊论文]-计算机工程与设计 2009(16)
2.张宗科CATIA二次开发辅助实现空气螺旋桨配重的优化设计[期刊论文]-船舶 2009(2)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/fd3867144.html,/Periodical_jsjgcysj200814074.aspx
授权使用：武汉理工大学(whlgdx)，授权号：3c9821d5-d700-4624-8549-9df101297f78
下载时间：2010年9月14日