飞机隔框CATIACAD课程设计
- 格式:docx
- 大小:636.21 KB
- 文档页数:24
战斗机catia课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解战斗机的基本结构及其在设计中的作用;2. 学生能够掌握使用CATIA软件进行三维建模的基本步骤和技巧;3. 学生能够了解并描述战斗机设计中涉及的主要参数和性能指标。
技能目标:1. 学生能够操作CATIA软件,完成战斗机的三维模型构建;2. 学生能够运用所学的三维建模技能,对战斗机部件进行修改和优化;3. 学生能够利用CATIA软件进行模型的渲染和动画制作,展示设计成果。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对航空工程领域的兴趣,增强对国防科技的认识和自豪感;2. 学生通过团队协作,培养沟通与协作能力,增强团队意识;3. 学生在创作过程中,培养勇于尝试、不断优化改进的良好品质。
课程性质:本课程为实践性强的学科课程,结合战斗机设计和CATIA软件应用,使学生掌握实际操作技能。
学生特点:学生处于高年级,具备一定的计算机操作能力和空间想象力,对战斗机有一定的兴趣。
教学要求:教师需结合战斗机设计实例,引导学生运用所学知识,进行实际操作,并在过程中给予指导与评价,确保学生达到课程目标。
通过分解课程目标为具体学习成果,使学生在课程结束后能够独立完成战斗机模型的构建和展示。
二、教学内容1. 战斗机基本结构认知:讲解战斗机的主要组成部分,如机翼、机身、尾翼、发动机等,分析各部分在设计中的作用和相互关系。
教材章节:第三章《飞行器的结构与设计》2. CATIA软件操作基础:介绍CATIA软件的界面和基本功能,包括草图绘制、三维建模、装配设计等。
教材章节:第五章《三维建模与装配设计》3. 三维建模技巧:讲解并演示CATIA软件中进行战斗机三维模型构建的步骤和技巧,如曲面建模、参数化设计等。
教材章节:第六章《曲面建模与参数化设计》4. 战斗机参数与性能:分析战斗机设计中涉及的主要参数和性能指标,如翼展、机身长度、推重比等。
教材章节:第四章《飞行器性能与设计优化》5. 模型修改与优化:教授如何运用CATIA软件对战斗机模型进行修改和优化,提高模型的性能和美观度。
CATIA设计飞机模型的设计方法在现代航空工业中,飞机模型的设计是一个复杂而精密的过程,需要借助先进的计算机辅助设计(CAD)软件来实现。
CATIA 作为一款功能强大的 CAD 软件,在飞机模型设计领域发挥着重要作用。
接下来,让我们一起深入了解使用 CATIA 设计飞机模型的方法。
首先,在开始设计之前,我们需要对飞机的整体概念和设计要求有清晰的理解。
这包括飞机的用途(是客运、货运还是军用)、飞行性能指标(如速度、航程、载重等)、尺寸限制以及空气动力学特性等。
有了这些基础信息,我们才能在 CATIA 中进行有针对性的设计。
在 CATIA 中创建飞机模型的第一步通常是构建基础框架。
这就好比为一座大楼打下坚实的地基。
我们可以使用 CATIA 的线框和曲面工具来勾勒出飞机的大致轮廓。
比如,先绘制飞机的机身中心线、机翼前缘和后缘的曲线等。
在绘制这些曲线时,要充分考虑到飞机的流线型设计,以减少空气阻力。
接下来是构建飞机的机身。
机身是飞机的主体结构,其形状和尺寸对飞机的性能和内部空间布局有着重要影响。
在 CATIA 中,可以通过旋转、拉伸、扫掠等操作将之前绘制的曲线转化为实体模型。
同时,要注意机身的表面质量,确保其光滑连续,以满足空气动力学的要求。
机翼的设计是飞机模型设计中的关键环节。
机翼的形状、面积和翼型直接影响着飞机的升力和飞行稳定性。
在 CATIA 中,可以使用参数化建模的方法来设计机翼。
根据预先设定的翼型参数,如翼展、弦长、后掠角等,生成机翼的曲面模型。
然后,通过加厚操作将曲面转化为实体,并对机翼的内部结构进行设计,如加强筋、翼梁等。
尾翼的设计同样不容忽视。
水平尾翼和垂直尾翼的大小、位置和形状会影响飞机的俯仰和偏航控制。
在 CATIA 中,可以参考相关的设计标准和经验数据,精确地设计尾翼的尺寸和形状,并与机身和机翼进行合理的连接。
飞机的发动机舱设计也是一个重要的部分。
需要考虑发动机的型号、尺寸和安装位置。
飞机catia课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握飞机catia设计的基本原理和方法;技能目标要求学生能够运用catia 软件进行飞机设计,并具备一定的创新设计能力;情感态度价值观目标要求学生在学习过程中培养对飞机设计的热爱和敬业精神。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求,我们将目标分解为具体的学习成果。
课程目标旨在培养学生的飞机设计能力,使他们在学习过程中掌握相关知识,提高技能,并树立正确的情感态度价值观。
二、教学内容根据课程目标,我们选择和了以下教学内容:1.飞机catia设计基本原理:介绍飞机设计的基本概念、方法和流程。
2.catia软件操作:教授学生如何使用catia软件进行飞机设计,包括建模、装配、渲染等。
3.飞机设计实例分析:分析实际飞机设计案例,使学生了解飞机设计的过程和技巧。
4.创新设计能力培养:引导学生进行飞机设计创新,培养他们的创新思维和能力。
教学内容将按照教材的章节进行安排和进度,确保内容的科学性和系统性。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,我们将采用多种教学方法:1.讲授法:讲解飞机catia设计的基本原理和方法。
2.讨论法:学生进行讨论,培养他们的思维能力和团队合作精神。
3.案例分析法:分析实际飞机设计案例,使学生更好地理解飞机设计的过程和技巧。
4.实验法:引导学生动手操作catia软件,提高他们的实践能力。
通过多样化的教学方法,我们将激发学生的学习兴趣,培养他们的主动性和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用合适的教材,为学生提供系统性的学习资料。
2.参考书:提供相关参考书籍,丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料:制作多媒体课件,生动形象地展示飞机设计的过程和技巧。
4.实验设备:准备计算机和catia软件,为学生提供实践操作的机会。
教学资源将丰富学生的学习体验,帮助他们更好地理解和掌握飞机catia设计知识。
CATIA设计飞机模型的设计方法哎呀,今天咱们聊聊CATIA设计飞机模型的设计方法吧!这可是个高大上的技术活,不过别担心,我会让你们轻松上手的。
咱们得了解什么是CATIA,它是一款非常强大的三维CAD软件,可以用来设计各种复杂的物体,包括飞机模型。
那咱们怎么用CATIA来设计飞机模型呢?接下来,我就给大家细细道来。
咱们要打开CATIA软件,这时候你会看到一个界面,上面有很多工具栏和菜单栏。
别急着去点这些按钮,咱们先来学习一下如何创建一个新的飞机模型。
在CATIA的菜单栏里,有一个叫做“新建”的选项,点击它,然后选择“零件”,再选择“飞机”。
这样,一个全新的飞机模型就诞生了!接下来,咱们要对这个飞机模型进行一些基本的设计。
在CATIA的工具栏里,有一个叫做“编辑几何体”的工具,点击它,就可以对飞机模型进行编辑。
比如,你可以改变飞机的形状、大小、位置等。
这些操作都是可以逆向进行的,如果你觉得不满意,可以随时撤销操作。
在CATIA中,还有很多其他的工具可以帮助我们设计飞机模型。
比如,有一个叫做“拉伸”的工具,可以让我们在飞机模型上添加各种部件。
还有一个叫做“旋转”的工具,可以让我们在飞机模型上旋转部件,以便于观察和设计。
还有一个叫做“阵列”的工具,可以让我们在飞机模型上排列大量的部件。
除了基本的设计工具之外,CATIA还有很多高级功能可以帮助我们设计飞机模型。
比如,有一个叫做“布尔运算”的功能,可以让我们在飞机模型上组合不同的部件。
还有一个叫做“干涉检测”的功能,可以帮助我们检查飞机模型在某些特定条件下是否会出现问题。
还有一个叫做“装配”的功能,可以让我们在飞机模型上安装各种部件。
在设计飞机模型的过程中,我们还需要注意一些细节问题。
比如,我们需要考虑飞机的重量分布、空气动力学特性、结构强度等问题。
这些问题可能比较复杂,但是CATIA都可以帮助我们解决。
在CATIA中,有一个叫做“分析”的功能,可以让我们在飞机模型上进行各种分析。
飞机CATIA_课程设计及毕业设计设计背景:航空飞机是人类在现代高科技技术的基础上,在空中运输和军事作战方面的重要工具之一。
随着人类社会的发展,飞机设计越来越注重如何提高飞机的安全性、效率和节能性。
CATIA软件是现今广泛应用于飞机设计行业的CAD软件之一。
因此,本课程设计以设计一款新型飞机为主题,以CATIA为主要工具,通过不断的实践和探索,提高学生在CAD( 计算机辅助设计)软件领域的应用能力,培养学生的设计思想和创新意识。
设计目标:1.(掌握CATIA软件的设计技术和基本操作方法;2.(学会对飞机系统的构成和工作原理进行分析和研究;3.(掌握飞机CAD设计过程中的相关技术,包括视图绘图、三维模型的建立、动力学模拟、结(构分析等;4.(完成设计的思路构建,定型结构、产品设计、结构分析、多级装配等过程,并进行仿真分析和测试实验;5.(完成一份高质量的毕业设计报告,并展示出来。
课程设计流程:1.(课程设计的第一步是确定设计内容和思路,学生根据老师的指导,选择一个飞机设计题目,主要包括:飞机的外形设计、部件设计、系统设计和结构设计。
2.(学生通过课堂讲解和实验操作,掌握CATIA软件的设计技术和基本操作方法,在实验过程中注意记录每一个详细步骤和操作。
3.(在掌握CATIA基本操作的基础上,学生开始进行生成飞机CAD模型的设计工作,包括视图绘图、三维模型的建立、动力学模拟、结构分析等。
4.(设计过程中,学生需要进行定型结构、产品设计、结构分析、多级装配等过程,并进行仿真分析和测试实验。
在设计过程中,学生需要与教师保持沟通和交流,及时解决设计中出现的问题。
5.(经过反复的实验操作和校准,学生完成了一份高质量的毕业设计报告,并展示出来。
总结:本课程设计以CATIA为主要工具,通过不断的实践和探索,提高学生在CAD软件领域的应用能力,培养学生的设计思想和创新意识。
设计完成后,学生不仅能提高CAD设计技术,还能在人才培养和科技创新方面发挥重要的作用。
CA TIA的优点除了我们之前谈到的参数化设计外,强大的曲面设计功能使其能够适应包括航空航天在内的各种工业产品建模要求。
通过下面机身的外形设计过程,可以从中感受到CA TIA在曲面建模方面的独特魅力。
下面,开始机身部分的建模工作。
首先需要进行的工作是把CA D下的俯视图和侧视图导入,作为机身建模的参考。
通过菜单“文件>打开”找到之前在C A D下面完成的三面图。
按下鼠标拖动矩形选框,选择飞机的侧视图。
选中后,线条会以高亮度显示。
单击右键选择复制。
(105)利用“窗口”菜单回到建模中的CATIA文件。
参照之前绘制机翼时的步骤,以Part为父对象创建几何图形集,将其命名为机身。
选择“ZX平面”并点击草图工具进入草图绘制模式。
选择菜单“编辑>粘贴”或直接按Ct rl+V将飞机的侧视图粘贴过来。
这时如果找不到粘贴结果,可以工具栏上的“适合全部”(106)图标。
按下鼠标左键,利用矩形选择框选择粘贴过来的侧视图后,在图上任意一点按下左键可以对其位置进行拖动。
参考现有机翼的位置将其拖动到位。
这个步骤只用来作为下面建模时候的参考,因此不用追求位置的绝对准确。
(107)按照同样的方法,以“XY平面”为基准绘制草图,将飞机的俯视图也复制过来。
再次以“XY平面”为基准绘制草图,参照刚才复制过来的俯视图完成准确的机身俯视草图绘制。
尺寸的设置可以参考108。
在绘制机身俯视草图的过程中,需要使用样条线工具。
图108中的粗线均为样条线,细线为直线。
设置样条线与直线之间平滑过渡的方法可以参考前面翼尖的绘制过程。
接下来参考从A UTOCA D复制过来的侧视图,以ZX平面为基准绘制草图,将其作为飞机的侧视图。
在侧视图的绘制过程中,注意要将上一步俯视图中飞机最前端一点和最后端一点分别通过投影工具投影到当前草图中。
catia教程CATIA是一种非常流行的3DCAD绘图工具,被广
泛用于航空
CATIA是一种非常流行的3D CAD绘图工具,被广泛用于航空、汽车、电子等领域。
以下是入门CATIA的指南:
1. 安装和配置软件
首先,您需要从Dassault Systemes官网上下载CATIA软件,并按照说明进行安装和配置。
您还需要为CATIA设置环境变量、指定工作文档路径和配置工作空间等。
2. 学习CATIA软件界面
CATIA的用户界面有许多不同的菜单、工具栏和面板。
熟悉界面,可大大提高您的工作效率。
学习如何打开和保存文件、如何使用搜索框和选项菜单等。
3. 熟悉基本命令和操作
熟悉CATIA的基本命令和操作,可以帮助您更好地构建和管理3D 模型。
例如:了解如何使用线、矩形和圆形绘制几何基本形状、如何使用拖放和旋转工具调整绘制对象的位置和方向等。
4. 学习高级D设计技术和功能
在熟悉基本命令和操作之后,您可以进一步学习CATIA的高级功能。
例如:学习如何使用参数化功能、如何使用装配工具构建复杂的
装配体、如何使用分析工具进行模拟和测试等。
5. 参加培训和工作坊
CATIA为新用户提供了许多培训和工作坊,以帮助他们更快地熟悉软件并掌握更高级的功能。
您可以参加这些培训和工作坊,与其他CATIA用户交流和分享经验。
总之,通过以上的指南,您可以入门CATIA 3D CAD绘图工具,并且通过不断地学习和实践,您可以掌握更高级的功能和技巧。
飞机cad课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解CAD(计算机辅助设计)的基本概念,掌握飞机CAD设计的基本原理和流程。
2. 学生能掌握飞机CAD软件的基本操作,包括绘图、修改、标注和渲染等功能。
3. 学生能了解飞机主要部件的构造和设计要求,运用CAD软件进行简单的飞机部件设计。
技能目标:1. 学生能运用CAD软件进行飞机三维模型的构建,具备一定的空间想象和设计能力。
2. 学生能在CAD设计中遵循工程规范,具备良好的工程图纸阅读和制作能力。
3. 学生能通过团队协作,完成飞机CAD设计的项目任务,具备一定的沟通和协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对飞机CAD设计产生兴趣,培养探索精神和创新意识。
2. 学生认识到CAD技术在航空领域的广泛应用,增强对现代科技的认识和尊重。
3. 学生在团队协作中学会相互尊重、信任和支持,培养良好的合作精神和职业道德。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为高二年级航空特色课程,结合航空领域实际需求,培养学生掌握飞机CAD设计的基本知识和技能。
学生具备一定的计算机操作基础和航空知识,具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求注重实践性、实用性和创新性,鼓励学生主动探究、合作学习,提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. CAD基本概念与软件操作- CAD技术发展历程与现状- CAD软件的安装与界面认识- CAD基本绘图命令与修改命令2. 飞机CAD设计原理与流程- 飞机CAD设计的基本原理- 飞机CAD设计的一般流程- 飞机主要部件的设计要求3. 飞机部件CAD设计实践- 机翼CAD设计方法与步骤- 机身CAD设计方法与步骤- 发动机CAD设计方法与步骤4. 三维建模与渲染- 三维建模的基本方法- 三维模型渲染与后期处理- 飞机三维模型展示与评价5. 团队协作与项目实践- 团队协作的意义与技巧- 飞机CAD设计项目任务分配- 项目进度管理与成果展示教学内容依据课程目标制定,涵盖CAD基本知识、飞机CAD设计原理与实践、三维建模与渲染以及团队协作与项目实践等方面。
飞机CAD/CAM课程设计说明书某机口盖课程设计院系航空航天工程学部专业飞行器制造工程班号学号姓名指导教师沈阳航空航天大学 2016年12月摘要本次课程设计我对飞机的口盖进行细致的结构分析,首先对飞机口盖的结构进行细致的了解分析,然后再CATIA中进行三维建模,并对零件进行预装配,然后在其中选择一个口盖零件进行模拟加工,生成NC代码。
然后进行工程图的导出,完成一次飞机的口盖的数字测绘建模。
本文将用图片与文字配合的方式说明,以提高理解。
关键词:口盖、数字建模、预装配、工程图、机加。
摘要 (I)第1章CATIA简介 (1)1.1CATIA的发展历史 (1)1.2CATIA的模块简介 (2)第2章某机口盖的结构分析 (5)2.1口盖整体结构分析 (5)2.2口盖各装配件分析 (5)第3章三维建模 (11)3.1绘制装配件草图 (11)3.2装配件的钣金拉伸外形的建立 (13)3.3装配件的创成式分割曲面的建立 (15)3.4装配零件的零件设计分割 (17)3.5装配件的折弯面建模 (18)3.6装配件的开孔处理 (19)第4章三维模型的预装配 (22)4.1产品的创建及零件的导入 (22)4.2创建约束 (23)4.3利用装配特征装配 (24)4.4产品的保存 (25)第5章工程图的创建 (27)5.1建立工程图纸 (27)5.2建立几何特征 (27)5.3投影工程图 (27)第6章机加零件的数控加工 (29)6.1毛料的建立 (29)6.2定义Part Operation ............................................. 错误!未定义书签。
6.3定义Pocketing ..................................................... 错误!未定义书签。
6.4刀路仿真............................................................... 错误!未定义书签。
手把手教你CATIA绘制模型飞机说起CATIA的名字,对于很多模友来讲可能有些陌生。
但如果提起法国达索公司,所有爱好飞机的人一定会觉得如雷贯耳。
达索公司不仅因为其“幻影”系列战斗机和“隼”系列公务机在航空业界叱咤风云,其开发的CATIA工业设计软件更是成为目前风靡世界飞机设计软件领域的绝对老大。
从波音新一代737(A01)到洛克希德马丁的F-35,以及中国国产的歼10、枭龙,都是在其平台上完成的图纸绘制工作。
与传统CAD软件相比,其具有参数化设计功能,设计人员的每一步操作都会被记录下来。
当对设计产品的某一个尺寸进行改动时,可以直接通过修改设计过程中的参数而得到。
不需要再将所有步骤推倒重来。
与其他三维设计软件相比,CA TIA绝对领先的曲面设计功能,在一个熟练的设计人员手里,能够绘制出任何“你能想象得到”的曲面外形。
不同于3DMAX等美术软件的曲面功能,CA TIA 能够绘制出完全解析的外形曲面——也就是说,CA TIA生成的曲面可以经过无数倍的放大,而仍然保持表面的绝对光滑。
CA TIA已经成为世界飞机设计领域的通用技术标准,此外在汽车制造、造船及其他机械设计领域也得到了更加广泛的应用。
对于航模设计而言,虽然没有真实飞机设计中许多复杂繁琐的要求,可能3DMAX就能基本满足一般用户的需要。
但是,CA TIA能够大大节省绘图的时间,特别是在模型细节修改调整中显著降低劳动量。
因此,学习一下CA TIA对于每一个喜欢航模设计的人来说,绝对是大有意义的。
相对于传统学习CATIA的书来说,我们这里更强调实用性,忽略掉一些在航模设计中很难遇到的东西,也不再一条一条学习软件中的每个命令。
在绘制模型的每一个步骤中,我们用到哪儿学到哪儿。
由简入繁,我们先从设计一个兼具一点向真机性质的上单翼练习机开始做起。
螽斯A的设计螽斯,又名“蝈蝈”,是一种善于鸣叫的昆虫。
我们这架飞机起名为“螽斯”,主要是因为其略显肥胖的机身和“蝈蝈”十分相似。
沈阳航空航天大学课程设计某机机身14478站位面框CAD设计学院航空航天工程学部专业飞行器制造工程(航空维修)班级学号25姓名刘华星指导教师秦政琪沈阳航空航天大学2013年12月课程设计任务书摘要某机身14478站位面(站位点)框CAD课程设计,是在飞机数字化技术的基础上,运用飞机构造学、材料力学、互换性与技术测量等知识,查询飞机设计手册、机械设计手册,利用CATIA V520软件进行绘制以及装配设计机身14478站未眠隔框。
本次的隔框设计是在环形铝合金框基础上设计的普通框,设计标准是既要满足装配工艺性的要求又要满足互换性的要求。
在此次的建模设计中,通过先设计结构树,然后在零件模块和产品模块中,从草图绘制器开始,创建隔框外形、减轻孔等结构,同时可以结合一个实体多个特征完成零件的制作,将创建的不同零件按照配合关系装配在一起形成产品。
这个课程设计整体体现了数字化制造的方便快捷性,同时显示出了CATIA软件在飞机制造行业的应用优势和光明的前景。
关键词:数字化制造技术;CATIA;隔框;结构工艺性目录1 绪论 (1)1.1 数字化技术发展及前景 (1)1.2 CATIA软件的使用 (2)2 框的分析 (4)2.1 框的分类分析 (4)2.1.1 普通隔框 (4)2.1.2 加强隔框 (5)2.2 框的连接分析 (6)2.3 框的受力分析 (6)3 装配设计 (9)3.1 框的设计 (9)3.1.1 偏移面的截取 (9)3.1.2 隔框外形设计 (9)3.1.3 工艺孔和减轻孔 (10)3.1.4 桁条缺口 (11)3.1.5 隔框的剖面形状和厚度 (12)3.1.6 部分隔框之间的连接 (13)3.2 角片的设计 (14)3.3 隔框的装配与协调 (15)3.3.1 隔框的装配成型 (15)3.3.2 各零件之间的协调 (15)3.4 工程制图出图 (16)4 总结 (17)参考文献 (18)1 绪论隔框不仅将乘客、货物等有效载荷以及机载设备等飞机本身质量力通过shear tie 传递给机身蒙皮,还通过隔框自身平面刚度使部分机身增压载荷得以自平衡。
此外,隔框还为机身蒙皮、长桁以及纵梁提供了横向支撑,提高了蒙皮、长桁以及纵梁结构的抗失稳能力。
数字化设计的引进,从根本上提高了产品设计制造的效率,同时对产品的优化也有了很大的帮助,CATIA作为产品数字化的一种途径,其精确安全,可靠性满足商业防御和航空领域应用的需要,同时其具有实时渲染模式、强大的曲面功能、简便的实体功能、强大直观的目录树管理等特点;目前CATIA在航空、航天领域的装机量已经达到本行业所有装机量的60%,CATIA软件的广泛使用召唤我们对其熟练应用,并且去发展它。
1.1数字化技术发展及前景随着信息技术的迅速发展及其与制造的融合,航空制造日益走向数字化。
数字化已经渗透到产品研制的设计、制造、试验和管理的全过程中,出现了飞机产品数字化定义、虚拟制造、仿真等单元技术。
采用数字化设计制造是保证飞机快速研制的必要手段。
美国联合攻击战斗机(JSF) 是体现数字化设计制造技术应用水平的典型实例,说明了数字化设计制造技术在提高飞机产品质量、缩短研制周期方面至关重要的作用和地位。
中国航空工业第一集团公司为了完成信息化建设,迎接国际航空市场激烈的竞争和挑战,提出了基于信息技术、实现跨越式发展的战略构想。
数字化产品定义技术面向从设计、分析、制造、装配到维护、销售、服务等全生命周期的各个环节,用于描述和定义产品全生命周期的数字化过程中所应包含的信息,及信息间的关联关系,使其成为计算机中可实现、可管理和可使用的信息。
在数字化技术和制造技术融合的背景下,并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下,根据用户的需求,迅速收集资源信息,对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组,实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造,进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。
其内涵包括三个层面:以设计为中心的数字化制造技术、以控制为中心的数字化制造技术、以管理为中心的数字化制造技术。
数字化制造技术的未来发展方向,利用基于网络的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM 集成技术,实现产品全数字化设计与制造在CAD/CAM应用过程中,利用产品数据管理PDM技术实现并行工程,可以极大地提高产品开发的效率和质量,企业通过PDM可以进行产品功能配置,利用系列件、标准件、借用件、外购件以减少重复设计,在PDM 环境下进行产品设计和制造,通过CAD/CAE/CAPP/CAM等模块德集成,实现产品无图纸设计和全数字化制造;CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM技术与企业资源计划、供应管理、客户关系管理相结合,形成制造企业信息化的体构架。
虚拟设计、虚拟制造、虚拟企业、动态企业联盟、敏捷制造、网络制造以及制造全球化,将成为数字化设计与制造技术发展的重要方向。
制造工艺、设备和工厂的柔性、可重构性将成为企业装备的显著特点[1]。
数字化制造将成为21世纪企业装备的显著特点。
将数字化技术用于制造过程,可大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性,从而提高产品生产过程的质量和效率,增强工业产品的市场竞争力。
1.2CATIA软件的使用CAD/CAM即计算机辅助设计与制造,其含义是指产品设计和制造人员根据产品设计和制造流程,在计算机系统的支持下,进行设计和制造的一项技术。
一般讲,一个完整的CAD/CAM系统是由计算机、外围设备及附加生产设备等硬件和控制这些硬件运行的指令、程序即软件组成。
CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位,广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子\电器、消费品行业,它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域[2]。
CATIA包括了机械设计,曲面造型,工程分析,电子设计,人机工程等一百多个模块。
在世界CAD/CAB/CAM领域中处于领先地位。
CATIA被广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子、电器、消费品行业;它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域,满足了工业领域各类大、中、小型企业的需要。
尤其在航天业,有八成以上的厂商使用CATIA软件。
波音飞机公司使用了CATIA完成了整个波音777的零件设计和电子装配,创造了业界的奇迹,从而确定了CATIA在CAB/CAM/CAD行业中的领先地位。
由于CATIA模块很多,我们不能每个都学会,在我们常用的基础模块包括:基础结构设计(Infrastructure)、机械设计(Mechanical Design)、外形设计(Shape)、工程分析[3]。
机械设计(Mechanical Design)是我们学习的重点,包括常见的部件设计、装配设计、草图、工程图等[4]。
2 框的分析2.1框的分类分析机身隔框与机翼翼肋的作用相似,它是机身上的横向受力构件,从受力的观点来看,隔框分为加强隔框和普通隔框两类[5]。
2.1.1普通隔框普通隔框:它的作用是保持飞机外形,支持蒙皮,提高蒙皮的稳定性,以利于承受局部空气动力载荷,它所承受的载荷不大,一般采用板材分段弯制而成,其外缘形状以机身截面相似,内缘往往以机身内部布置相协调,这样內,外缘之间的距离是变化的,为了保证隔框的强度,内,外缘隔框都有翻边,另外,为了减轻重量,框的腹板上都有许多开孔。
由于普通框的整体刚性较差,装配时通常将普通框的一部分与桁条和蒙皮先组成壁板,然后在部件装配和总装配时形成整体的隔框。
根据14478站位点的机身结构,普通框复合要求,所以选用普通框。
见图2.1和2..2图2.1普通隔框图图2.2普通框形状2.1.2加强隔框加强隔框:它除了具有普通隔框保持气动外形的作用之外,更主要的作用是承受框平面内的集中载荷,并传给机身蒙皮,所以它是一个在集中力和分布剪流作用下平衡的平面结构,与普通框相比,它的尺寸和重量都比较大。
加强框的结构形式与机身外形、内部装载布置、集中力大小、性质以及支持它的机身结构的特点有密切关系。
若加强框兼做增压座舱的气密端框,则增压载荷也会影响框的结构形式。
由此可见,影响加强框结构的因素是多种多样的,为了适应不同的需要,加强框有多种结构形式。
但是从受力形式上看,加强框基本分为整体式、环式两大类 。
(如图2.3)图2.3加强框分类2.2框的连接分析飞机隔框的连接分为内部连接和外部连接,隔框在外部与机身蒙皮、桁条等结构相连接,在隔框内部,隔框的各个部分之间通过T型角材连接接头连接,并且在框的一面有角片连接,以便能和不同类型的桁条连接在一起。
如图2.4图2.4桁条种类和连接方式1-蒙皮;2-桁条;3-框;4-弯边;5-角片出于结构上和工艺上的考虑,选用如下图所示的桁条形式来连接。
选取HB0-31-83如图2.5中A类图2.5选定的桁条剖面形状2.3框的受力分析普通框用来维持机身的截面形状。
一般沿机身周边空气压力为对称分布,此时空气动力在框上自身平衡,不再传到机身的其他结构上去。
普通框都设计成环形框,当机身为圆截面时,普通框的内力为环向拉应力;当机身截面有局部接近平直段时,则普通框内就会产生弯曲内力。
此外,普通框还受到因机身弯曲变形引起的分布压力p1,p1是自身平衡的。
如图2.6图2.6系统结构图(a)空气压力载荷(b)机身弯曲变形引起的压力p1(c) 压力p1的分布加强框除上述作用外,主要功用是将装载的质量力和其他部件(机翼、尾翼等)上的载荷,经连接接头传递到机身结构上,将集中力加以分散,然后以剪流的形式传给机身蒙皮。
加强框受垂直集中力的作用时,曲梁的最大弯矩在集中力作用点附近,其弯矩如图2.7所示图2.7隔框的弯矩图加强框承受水平载荷时,作用于加强框的水平载荷通常是不对称的。
如图2.8图2.8非对称载荷的传递3 装配设计3.1框的设计3.1.1偏移面的截取查询飞机设计手册第十版表13-2[7]知,此类型的民用飞机的厚度最小为1.8mm,现取其厚度为2mm,以给出的飞机气动外形为设计基准,通过CATIA中的偏移命令,向里偏移2mm,留出蒙皮的厚度,然后在坐标系位置通过偏移平面命令找到14478站位点,再在反方向偏移20mm,通过创成式外形设计分割命令,将偏移面截取出来,并令其他的剩余部分隐藏。
如图3.1图3.1偏移面的截取3.1.2隔框外形设计以飞机气动外形为设计基础设计出结构外形如图3-2所示的框板结构。
该框是普通框,通过飞机设计手册第十册中表13-2得知,该框框高159mm。
用封闭曲面将偏移面实体化,然后用曲线平行命令把偏移面向内部偏移159mm,在此基础上,建立十字相交的基准,且向两侧拉伸各20mm成曲面,把实体用曲面分成四部分;在零件设计模块中用将其切割成四分之一,而后把偏移曲线投影,作凹槽,剩余四分之一,在此基础上来进行下一步操作。