【机翼骨架三维建模流程分析案例1600字】

机翼骨架三维建模流程分析案例目前,世界先进的飞机制造商已经利用数字化技术实现飞机的＂无纸化＂设计和生产,而我国的航空企业虽然也在进行相应的摸索和实践,但与发达国家相比,飞机数字化设计与制造领域仍然有很长一段路要走。本文针对各大航空企业普遍采用CATIA软件进行飞机结构的数字化协同设计的现状，本课题就机翼几何模型的数字化三维建模技术进行了研究，结合参数化建模方法，构建了一款较为典型的双梁式后掠翼骨架三维模型。机翼是飞机用来产生气动升力，并保证飞机在技术要求所规定的各种飞行状态下的飞行性能和机动性能的升力面。机翼结构是由骨架和蒙皮组成的薄壁加筋壳体，其骨架主要由展向的翼梁、长桁和弦向的翼肋等元件组成。快速建模的关键就是要提取结构元件的几何特征和物理特征，定义相关设计参数，实现三维模型参数化描述和快速生成。1.1机翼结构参数化定义：（1）翼梁：由缘条和腹板组成，具有贯穿上下翼面的几何特征。翼梁在弦平面上通常布置为直线，如若考虑到油箱容积和活动面的布置等因素，也可适当弯折，同时具体实现流程要考虑斜梁的情况。按照截面的形状不同，缘条有多种形式可供选择。在建模过程中，可根据所选缘条、腹板厚度和材料属性等设定建模参数。现代飞机机翼，一般都采用腹板式金属翼梁。这种翼梁由缘条和腹板铆接而成，如下图。缘条用铝合金或合金钢的厚壁型材制成，用于承受拉、压力。腹板用铝合金板制成，用于承受剪力。薄壁腹板上往往还铆接了许多铝合金支柱，以增强其抗剪稳定性和连接翼肋。为了合理地利用材料和减轻机翼的结构重量，缘条和腹板的截面积，一般都是沿翼展方向改变，即翼根部分的横截面积较大，翼尖部分的横截面积较小。腹板式翼梁的优点是，能够较好地利用机翼结构高度来减轻重量，制造方便。（2）长桁：作为机翼纵向元件，长桁和翼肋一起对蒙皮起支撑作用，外形和翼梁的缘条相似，但各参数值相对缘条要小。（3）翼肋：翼肋构造上的供用是为了维持机翼剖面所需的形状。描述参数包括翼肋缘条厚度、翼肋腹板厚度和材料属性。通常为了减轻机翼重量，翼肋腹板上开有很多减重孔，因此需要考虑减重孔的位置和形状等参数。1.2机翼骨架快速建模：（1）选取一个典型的翼肋曲线图片，导入到CATIA草绘环境中，使用样条曲线描绘出翼肋曲线的大致轮廓。（2）新建零件命名为“YILEI”，进入草绘环境，将描绘好的翼肋外形曲线复制粘贴到此处，按照设计要求调整轮廓曲线的尺寸、曲率等，并在前后纵墙、前后翼梁处将翼肋轮廓截断，接着画出纵墙和翼梁的截面轮廓，完成翼肋轮廓的草绘。（3）退出草绘环境，根据设计要求对绘制好的闭合轮廓曲线进行拉伸及抽壳操作，至此完成第一个翼肋母体的创建。（4）规定第一个翼肋所在平面为机翼的弦向，则与翼肋平面垂直的方向为机翼的展向，根据指定的上下缘条的截面形式，按照翼梁在上下翼面上的曲线扫掠生成缘条然后根据缘条位置，生成腹板。接着根据指定的截面形式，按照长桁在上下翼面上的曲线扫掠生成长桁。（5）考虑到机翼翼展为12m，故将整个翼展方向平均分为10份，将第一个翼肋所在平面沿着翼展方向分别平移1.2m，2.4m，3.6m……，得到另外10个翼肋所在的弦向平面。根据翼肋在各自弦平面上的应有轮廓外形，在另外的弦平面上，仿照母体翼肋的建模流程，通过对翼肋轮廓曲线的尺寸、曲率等参数进行编辑之后得到另外的翼肋草图，在绘制草图的过程中预留出前缘襟翼和后缘襟副翼的安装位置，最后得到一系列大小、厚度不等的翼肋。（6）在工具栏“插入”中创建“新建产品Product”，同时在其结构树下“新建零件Part”，命名为“qianyuanjinyi”，在指定弦平面上绘制出合适大小的襟翼翼肋轮廓，并进行拉伸、抽壳处理，得到襟翼翼肋，最后在襟翼前端使用多截面实体绘制出襟翼前段蒙皮用以将各个翼肋连接起来。（7）在工具栏“插入”中创建“新建产品Product”，同时在其结构树下“新建零件Part”，命名为“jinfuyi”，在指定弦平