基于构型项的飞机研制建模技术
PN = 〈P, T, F, W, M 0〉
( 2)
其中, P 是一个 (Pw, P s )的二元组库所集, Pw表示
研制过程中的业务节点, P s表示为业务过程提供
资源的节点; T 是一个 (T n, T a )的二元组变迁集,
T n表示一般的变迁, T a表示抽象变迁, 抽象变迁可
以进一步细化引出下层子模型; F 是网的流关系:
( 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院, 北京 100083 )
摘
要: 飞机制造业的业务过程是一个复杂的、动态的、数据量大的系统工程. 如何
建立简单完整的产品研制模型一直是业务过程优化 ( BP I, Business P rocess Im provem ent) 中的
难题. 通过借鉴波音公司关于飞机构型管理和产品结构模块化的相关思想, 强调构型管理技术
C I = ( C Iid, A, S, C )
( 3)
其中, C Iid是构型项的标识号, 每个构型项都有唯
一的构型标识, 确保其唯一性. A 是一个 ( t, a, v )
的三元组集合, 表示构型项的相关属性, 所有属性 的集合则可以描述该构型项的技术性能, 包括功
能特性和物理特性. 其中 a 是构型项的一个属性,
1 24 2
北京航空航天大学学报
2 007 年
信息模型与过程模型的最优和最简. Petri网 [ 1 ] 则 是描述复杂系统逻辑关系的一种重要工具. 本文 将构型管理的对象与 Petri网相结合来描述和优 化飞机研制的业务过程, 并对如何实现研制全生 命周期内信息和过程模型规模最小化进行了深入 研究.
在飞机研制的全生命周期过程中的重要性, 明确构型项 ( C I, Conf igurat ion Item ) 准确的数学定
义. 依据构型管理简化产品的信息模型和 P etri网 ( PN, Petri Net)描述、优化产品过程模型的特
点, 将 Petri网理论与构型项结合起来保证全生命周期过程中飞机研制模型的一致性和完整
2007年 10月 第 33卷 第 10期
北京航空航天大学学报 Journa l o f Be ijing U nivers ity of A eronautics and A stronautics
O ctober 2007 V o.l 33 N o110
基于构型项的飞机研制建模技术
陶 剑 范玉青
程的关系进行科学的描述, 是进行业务流程优化 ( BP I, Business P rocess Improvem ent) 的关键. 随着 数字化技术发展, 数字化产品模型成为飞机研制
的最重要手段, 它包括信息模型和过程模型. 信息 模型是对飞机的结构及所有信息的控制和管理, 过程模型是对任务执行的方式和方法的追踪与描
第 10期
陶 剑等: 基于构型 项的飞机研制建模技术
124 3
出基于构型项的 Petri网 ( C I-PN ) . 它用构型项来
描述产品信息和产品结构, 用 Petri网的托肯 ( 构
型项的属性 ) 来描述形成构型项的中间状态对象 的性质和动作 ( 变迁 ) . 从而用最少、最关键的对
象 ( 构型项 ) 建立起最简的信息 模型和最优的过
构型项 [ 3] ( C I, Con figuration Item ) 是能够作为 单个实体进行构型管理, 并在构型管理过程中, 满 足最终使用功能的用来描述系统中客观事物的任
型项. 产品构型项是根据组合件和零件构型项之 间联系而在逻辑上关联在一起的整体, 一般构型 项含义和特性如下: ①独立性, 只要 2个零部件在 性能与功能上有所不同, 即可认为是 2个独立的 构型项; ②结构化, 构型项的选择可以按照产品结 构的层次关系进行选择, 也可以表示成分层的构 型项树结构; ③传递性, 构型项具有向下传递性, 低层的构型项要由高层的构型项分配而来.
Key wo rds: business process im provem en;t conf iguration item; Pe tri ne;t configurat ion m anagem en;t C I-PN m odu le
飞机结构复杂、零部件数目众多, 运用何种技 术和手段对如此庞大复杂的结构、信息和研制流
图 2 构型项的选择
综上所述, 构型项是确定产品结构和业务过 程数据一致性和完整性的有效对象, 是与实际应 用需求变化相关联的. 通过运用模块化思想对构 型项进行选择管理, 不仅简化了信息模型的规模, 而且理顺了过程模型的层次、隶属关系.
图 1 模块化的构型项
1. 2 含义和特性 构型项可以是零件、组合件和整个产品系统,
P etri网是由德国 Car.l Adam. P etri博士提出 的一种有严格定义的数学化工具, 是从过程角度 来描述和研究具有并行、冲突、异步、分布式和随 机性等特征的复杂系统的强有力的工具.
当前出现了一些将 Petri网应用于业务过程 优化的研究成果 [ 4] . 本文通过 借鉴这些成果, 提
通过 A 中的唯一符号进行标识; t 表示属性 A 的 类型, v 表示属性 A 的值, 每个 A 都与一个 t 和 v
相联系. A 由于含有丰富的信息, 它是产品模型的
信息载体, 它必须符合 P etri网 对托肯的约 束条
程模型, 有效地支持飞机研制这个复杂业务过程 的描述和优化.
2. 2 C I-PN 模型
C I-PN 的模型形式化定义如下:
C I-PN = { PN, C I,可见, C I-PN可分为以下 3个部分.
1) 网结构 ( PN ): 由库所集、变迁集、网的流
关系、权函数和初始标识函数组成, 即
相应地称为零件构型项、组合件构型项和产品构
2 基于构型项的 Petri网
飞机研制是一个异常复杂的过程, 需要采用 集成、并行的产品设计和跨部门、多学科的系统化 协同工作模式. 但是对复杂、动态业务过程的描述 和仿真一 直是 产品建 模的 重点 和难 点, P etri网 ( PN, P etriN et)则是解决这个问题的有效工具. 2. 1 基本概念
Abstract: Business process o f aircra ft m anufacturing industry is a dynam ic and com plicated system eng-i neer ing w ith that the quantity of data is huge. H ow to build product deve lopm ent m odu le sim ply and perfectly is a lw ays a d ifficu lt prob lem in business process im provem ent ( BP I) . T he importance of con figuration item ( C I) techno logy w as em phasized in the lifecycle of a ircraft deve lopm ent and the accurate m athem atics defin-i t ion w as conf irm ed referring to Boe ing com pany ideas about a ircraft conf iguration m anagem ent and the m odule of product structure. Then, tw o techno log ies o f configurat ion m anagem ent and Pe tri net ( PN ) w ere used to m ake the product inform at ion m odule sim p ly and the product process m odule m ore perfect ly. C I and PN w ere com b ined based on the tw o techno log ies to ensure the consistency and integrity of aircraft developm ent m odule in product lifecyc le. A t las,t the CI-PN m odu le w as proposed to describe the inform ation m odu le and the process m odu le of the whole aircra ft developm ent process. T he case to describe, ana lyze and optim ize the m odule o f develop ing the w ing-box was g iven.
F I P @T G T @ P; W 是权函数, W ( x, y ) I { 0, 1, 2,
, }, 如果 (x, y ) F, 则 W ( x, y ) = 0; M 0: P→ { 0, 1, 2, , }是初始标识函数.
2) 构型项 ( C I): 作为业务过程描述的对象及
其属性和动作的集合, 即
构型项的选择非常严格, 目前采用以零件为 最小构型单元, 但并非所有零部件都可作为构型 项. 一般将飞机的关键部件作为构型项. 因此构型 项的选择至少要划分至模块一级, 如图 2所示.
何对象, 可以是硬件、软件、服务或其任一部分的 集合体. 构型项可以是单个项, 也可是许多项的集 合, 它是构成产品的一个基本单位. 如图 1所示, 即在模块化条件下, 波音 737-700 型飞机机身中 的上舱面是定制的一个最终零部件, 它及其组成 模块就需要被选择为构型项. 采用模块化来组织 产品结构时, 应 注意以下几点: ① 模块具有唯一 性; ②模块不能嵌套使用; ③模块是一组零部件相 关的设计、工艺、制造和检测等数据的逻辑组合.
项目管理中飞机构型管理模型构建及其应用
项目管理中飞机构型管理模型构建及其应用孟飙;刘志存;闫婧【期刊名称】《沈阳航空航天大学学报》【年(卷),期】2016(033)006【摘要】Aircraft configuration management involves complex and systematic coordination between many disciplines and departments,and always poses the technical difficulty in model development and batch pro-duction. Based on the analysis of the mapping relationship between configuration management and project management,the paper put forward the general process of creating configuration project management by ap-plying the principle and methodology of project management. In the paper,by defining the formal expression of the configuration items,the independent management module and the basis of configuration calculation were established. By defining the structure of industrial activities,combined with the project view manage-ment framework technology,the configuration data changes were managed and controlled within the configu-ration management,control,documentary and audit process. Thus,a model of configuration management and control based on project management were established. The technology has been applied and testified in the process of wing configuration planning project.%飞机构型管理是一个复杂的系统性协作问题,涉及到协同研制中许多学科和部门,一直是型号研制和批生产中的技术难点。
构型管理漫话之二——产品研制的技术基准:构型基线
图 2和 图 3分 别是 波音 7 7和空 中客 车 8 A8 3 0两个 典 型 民用 飞 机 研 制 阶段 划 分 和构为完成 研 制 目标 和 设 计 任 务 作 出最
件 的 资 料 在 内 的 设 计 文 件 , 交 “ 计 定 提 设 型 ” 查 。 这 实 际 上 是 无 基 线 管 理 。 国 内 审
外 的实 践 都 反 复 证 明 , 有 构 型 基 线 和 基 没
而 取得政 府 合 同 的公 司作 为承 包 方 , 当然 要 完 全满 足采 购 方 的要 求 , 并在 采购 方 的 控 制
而构型文件则 是对构 型项 的描述 。
l 构 型 基 线 的建 立
在项 目一开 始 , 应 该 建 立 产 品研 制 的 就
构 型基线 。
构型 基线 是项 目管理层 正 式规 定的 。 因 为项 目管 理 者 和股 东 、 货方 、 府 、 方 都 订 政 军 需 要 建立 项 目管 理 和控 制 的 基 准 一构 型 基 线, 以掌握 项 目进展 和 变化 的情况 , 为规 避 风
一
.
( ) B
图 1 M L— T 93和 EA一 4 关 于构 型 基线 I S D一 7 I 69
的定 义
3l
层 次 的需 求 。所 谓 客户 , 括 外 部 客户 和 包
维普资讯
M L—S D一9 3是军 用 规 范 , I I T 7 E A一6 8 4
场需 求驱 动 , 求 定 义 由 客 户说 了算 。外 部 需 客户 可 以是 政 府 、 方 , 军 也可 以是 航空公 司等 买方 。 民用 飞 机 的产 品需求 可 以直接来 自买 方 , 多半 是通 过市 场调查 , 但 由飞 机制造 商 的 管 理层 来决 策 提 出 , 于 制 造 商 判 断 的 买 方 属 需 求 。因此 , 造 商 在 民 用 飞机 研 制 开 发 中 制
飞机机身结构设计模型研究
飞机机身结构设计模型研究一、引言随着航空工业的快速发展,飞机机身的结构设计越来越受到关注。
在飞机设计过程中,机身是最重要的部件之一,其设计直接关系到飞机的安全性、舒适性、经济性和使用寿命。
因此,本文将探讨飞机机身结构设计模型的研究。
二、飞机机身结构设计模型的发展历程飞机机身结构设计模型的发展可以追溯到20世纪50年代,当时航空制造业已经发展到一定的水平。
当时使用的结构设计模型是基于工程设计理念和经验,没有计算机辅助设计的支持,设计者仅依靠手头的图纸和试验数据进行设计。
到了60年代,计算机技术的普及和发展使得飞机机身结构设计模型取得了很大的进展。
开始应用有限元分析技术和计算机辅助设计软件,实现了高精度和高效率的设计。
大量的设计数据和实验数据,通过计算机模拟的方式被收集、整理、分析,从而为设计者提供了更多的依据和支持。
在21世纪,飞机机身结构设计模型得到了更加深入的研究和发展。
计算机科学、力学学科、材料技术的不断创新和发展为飞机机身结构的设计提供了巨大的支持。
自适应、优化等方法的运用,使得机身结构的设计在效率、安全、经济性等方面取得了不断的突破。
三、飞机机身结构设计模型的基本原理及方法飞机机身的结构设计非常复杂,需要结合多种科技和技术手段进行。
当前,主要的设计原理和方法如下:1.材料选择:在飞机机身结构设计时,应该根据机身结构要求、空气动力特性、重量、刚度和强度等因素,选择具有优异特性特性的材料。
2.计算机辅助设计:通过计算机程序的支持,进行数字化设计和分析。
可以利用有限元分析等工具进行机身结构分析、应力分析和疲劳寿命分析等。
3.结构优化设计:结合材料性能和飞行特征等多个要素对飞机机身进行优化设计,从而达到最优的结构表现。
4.虚拟设计:虚拟设计是指利用虚拟样机、虚拟试验和虚拟模拟等技术对机身进行测试。
这种方法能够较为准确地模拟机身结构的机械性能和强度,从而提升飞行安全性。
四、实例分析为了深入了解飞机机身结构设计模型的研究,并实现一些有意义的应用,本文基于一架民航飞机,提出了以下的实例探索:首先,对飞机的载荷进行计算,包括飞行重量、气动力和风载荷等,以获取机身的力学特性;其次,确定合适的材料,并对机身使用的材料进行一系列的计算、试验,以验证材料力学性质;然后,从机身气动学角度出发,构建有限元分析模型,并进行指定载荷作用下的力学分析,以验证机身结构的合理性,并优化设计;最后,采用虚拟试验技术,对机身结构进行模拟分析,探究机身结构在不同载荷作用下工作的机械特性。
基于MBD的构型管理在飞机研制中研究与应用
基于MBD的构型管理在飞机研制中研究与应用田宪伟【摘要】结合MBD技术的应用,探讨了面向零部件模型的构型管理的实现路径,从构型管理的组织机构、构型标识、构型项划分、构型更改控制等方面开展研究,提出了构型项划分的的基本原则,建立了体现构型变化的标识方法,并根据企业的具体情况构建构型更改流程.通过在构型项上设置架次有效性,进行版本的自动传播,有效地解决了构型管理实施过程中的几个关键难题,推进构型管理在型号研制中的应用.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2015(000)0z2【总页数】5页(P7-11)【关键词】基于模型的定义;构型管理;构型标识;构型项;数据管理【作者】田宪伟【作者单位】中航通飞研究院【正文语种】中文构型管理是美国军方为了解决新型战机采办中的混乱状况,在满足性能指标的前提下,为降低全寿命费用,缩短研制周期,提高系统的可靠性、维护性,对承包商提出的强制要求,并逐步发展为一种比较科学、完善和严格的管理体系[1]。
但随着市场竞争的日益激烈,为了在最短的时间,以最低的成本满足客户多样化的需求,民用飞机制造公司纷纷自觉将构型管理贯穿于飞机的全生命周期管理中,并取得显著效果。
波音公司因成功地实施了飞机构型定义与控制和制造资源管理(DCAC/MRM),将飞机研制周期缩短50%、问题减少50%、成本降低25%,再次重回商用飞机霸主的地位。
鉴于构型管理的成功示范,国内以北航为首的高校与几家主要的飞机研制单位,如上飞院、一飞院、中航工业直升机所等在这个领域做了积极、深入的研究,先后在新舟60、C919、ARJ21等商用机型及军机上陆续实施构型管理,并取得了丰硕的成果。
随着数字化定义技术的发展,基于模型的定义(Model Based Definition,MBD)的第三代产品定义技术成为各大飞机公司主流的产品定义方法[2],MBD涵盖了设计制造一体化、面向制造的设计、面向装配和维护的设计等研发思路,在改变产品的设计方式的同时,促进了构型管理的应用,同时为构型管理的实施带来了改变。
基于模型定义的飞机工艺数字样机体系的构建
传统的飞机制造方法是运用物理样机进行制造过程中相关问题的分析与研究,其需要耗费大量的时间与精力。
在飞机制造方法不断优化的过程中,逐步从模拟量转化为数字量的飞机研制生产模式,后又转化为现代化研制模式,目前,在三维数字化设计制造技术支持下,已建立起基于建模与仿真的科学设计模式。
一、基于模型定义(MBD )的工艺数字样机体系建立的意义1.三维数字化设计制造一体化集成应用体系尚未构建完成。
现阶段,本国的飞机制造工艺尚处于发展阶段,与西方国家相比,仍有不小差距,目前,在飞机数字化制造的整个过程中未能实现三维建模技术的完全融合,并且基于模型定义技术的产品定义研究并未完成,还未建立起基于模型定义的数字化工艺设计与产品制造模式,模型设计技术并不完善、制造工艺以及管理能力仍需进一步提升,集设计、制造于一体的三维数字化集成应用体系的构建尚需时日。
2.制造协调信息描述方式与制造模式不匹配。
基于模型定义的三维数字化设计制造能力有利于推动企业研制能力的变革,现已成为相关企业竞争能力提升的关键。
现阶段,已逐步应用模型定义进行产品前端设计,并且采用三维数字模型进行设计信息的有效传递,然而在工艺设计过程中,制造协调相关信息的描述主要是运用文字与图形的二维表达方式,这与目前先进的制造模式并不匹配。
二、飞机工艺数字样机分析工艺数字样机是对飞机整机或子系统及其下级节点的工艺数字模型按照BOM 组织起来的完整集合,它不仅反映了飞机的功能属性,同时还反映了飞机的工艺属性。
其中,飞机工艺数字模型是工艺协调依据模型与飞机设计模型线性叠加的结果。
它不仅反映了设计意图,同时反映了零组件的装配与机加特性;它作为制造与装配的依据,指导技装、专业厂等进行工序模型、工装模型的详细构建。
工艺协调依据模型则是在设计数字模型的基础上,采用MBD 方法对工艺协调依据信息进行规范化建模、数字化描述、结构化组织的结果,它只反映飞机制造协调依据信息。
三、飞机工艺数字样机建模的关键技术分析1.飞机制造协调依据的分类与总结。
基于模型的飞机机电系统研发流程浅析
基于模型的飞机机电系统研发流程浅析随着计算机技术、系统工程及控制工程的发展,仿真技术在航空、航天、电力、通信、化工、生物等多领域得到了广泛的应用。
就飞机系统工程而言,由于其具有良好的定义、结构和丰富可用的理论知识,可以对系统模型进行演绎、推理、试验、分析,因此,系统仿真业已成为系统/设备设计、研发的不可或缺的环节。
1、系统仿真的国内外现状目前,欧美等已将系统仿真纳入其飞机系统研发流程。
据美国波音公司B787飞机工程报告,该型机研制时,波音公司就系统仿真规定如下:与系统/设备供应商签署模型协议书,确定模型需求和实施计划;规定模型两级限定,并对两级模型适用范围、验证分析内容、建模技术、仿真工具平台等均作了要求;明确分工关系。
设备供应商负责设备级建模、维护,编制模型设计说明、校核验证说明。
波音公司负责系统模型的集成、仿真。
欧洲空客公司则主导、实施CRESCENDO计划,在系统仿真的基础上,发展飞机级数字样机(Aircraft Behavioural Dataset)。
该计划拟通过仿真,在工程上获得以下收益:减少10%的研发周期和费用;减少50%的重复劳动;减少20%的物理试验费用。
在国内,航空主辅机厂所在工程、预研中也开展了大量的系统/设备仿真工作,很多单位也根据自己的专业特点建立了工具平台,初步形成仿真的技术能力。
很多单位业已将仿真纳入到其系统/设备的工程研发流程中,如,在空气动力设计时CFD计算已是基本流程,在航空发电机研发过程中仿真已成为设计手段。
相较欧美,系统仿真差距主要表现有:工程领域,尚未形成支撑系统需求、方案、研发、试验、评估的全流程验证能力;在工程中,尚未形成飞机级、大系统仿真验证能力,尚未形成主辅机厂所间协作关系,复杂系统仿真的组织经验、技术经验不足;单位间、专业间系统仿真的平台不协调,数据传递困难,数据缺乏统一管理。
2、机电系统仿真的工程需求站在飞机级、大系统级的角度,机电系统仿真主要有以下工程需求:a)设计需求从方案阶段开始即必须将整个机电系统甚至全机系统进行综合权衡、优化、指标与参数匹配,确认系统方案对飞机要求的满足;基于模型开展精益设计和充分验证,在系统和产品满足技术要求的前提下,减少“过设计”;飞机研制各阶段都需要对方案、设计实现快速迭代验证,以期尽早发现设计缺陷,提高设计质量,避免将设计缺陷带至生产、试飞环节。
技术党必看!飞机全三维数字化建模方法大全
技术党必看!飞机全三维数字化建模方法大全纵观全球飞机研制,数字化技术已成为各大飞机公司提升企业研发效能、优化企业研制流程、提高企业创新能力的有效工具。
数字化建模技术的应用正迅速改变着传统制造业的工作模式,数字化建模技术的发展经历了从手工绘图到二维CAD的应用,再到二维+三维设计模式,一直到现在的全三维建模技术MBD 3个发展历程,实现了从平面投影技术到全三维实体模型数字样机以及完整数字化产品定义的转变。
产品数字化建模意味着整个产品生命周期中,产品不同阶段的信息可以数字化展示、处理和交换。
数字化建模技术在产品的设计制造中占有极其重要的地位,是产品开发的重要手段,随着三维CAD设计软件的普遍使用,数字化建模技术已逐渐成熟完善,但随着MBD技术在飞机研制中的应用,产品数字化建模技术的内涵在不断地丰富和扩展。
一个完整的数据模型是所有几何信息和非几何制造信息的集合体,它包含了3个基本因素:第一个是产品生命周期的不同阶段属性信息和特征的集成;第二个是产品属性信息及形状、特征、尺寸、公差能够数字化表达、处理和转换;第三个因素就是集成化的模型应该在分布式环境下管理,便于协同设计,三维实体模型能够作为生产制造过程中的唯一依据。
MBD技术促使CAD/CAM与PDM/PLM的结合越来越紧密,产品的数字化建模技术的概念也扩展为3个层次:最低层是产品数字化模型数据,中间层是产品模型数据的数字化转换,最顶层是产品数据管理系统。
MBD技术的应用不仅仅是在产品设计中建立数字模型,而是要建立一个面向产品PLM协同研制的基于MBD模型的数字化技术体系,建立基于MBD模型的单一产品数据源的分布式、动态协同工作环境,用于支撑整个供应链的相关设计、制造单位(部门)的高效协同工作,确保产品研制数据的一致性、有效性、安全性、完整性和可追溯性。
1数字化建模的发展历程产品数字化建模技术源于几何图形化建模技术,20世纪50年代至今,几何建模技术经历了线框造型、曲面造型、实体造型3个阶段。
飞行器动力学建模和仿真技术研究
飞行器动力学建模和仿真技术研究近年来,随着航空工业的快速发展,飞行器的动力学建模和仿真技术也越来越受到重视。
在飞行器设计和研发过程中,动力学建模和仿真技术具有重要的作用,可有效降低开发成本、提高产品质量,同时也能为优化飞行器性能和提高安全水平提供有效的支持。
一、飞行器动力学建模技术动力学建模是指将现实世界中的物理现象、过程和规律用数学模型表达出来,以便于进行进一步的计算机仿真和数值分析。
对于飞行器而言,动力学建模是其设计和研发过程中不可或缺的一部分,主要涉及到飞行器的结构、力学性能和控制系统等方面。
在飞行器动力学建模中,需要考虑的因素很多,包括飞行器的质量、惯性、空气动力学特性、结构材料、传动系统、控制设备等,需要利用多种数学工具和方法进行分析和处理。
典型的飞行器动力学模型通常由几个部分组成,包括飞行器自身动力学特性模型、姿态控制模型和飞行器系统动力学模型等。
在飞行器动力学建模中,常用的数学方法包括微积分、矩阵理论、微分方程等,而数值计算方法则包括欧拉法、龙格-库塔法、有限元法等。
为了提高建模的准确性和有效性,还需要借助于计算机辅助设计软件、仿真软件等工具进行模型构建和分析。
二、飞行器仿真技术飞行器仿真技术是指利用计算机对飞行器进行虚拟仿真,模拟其在不同情况下的运行、性能和控制情况。
通过仿真可以直观地感受到飞行器的性能和特点,发现并解决潜在的问题,对飞行器的性能优化和改进提供支持和帮助。
飞行器的仿真包括静态仿真和动态仿真两种类型。
在静态仿真中,主要考察飞行器的静态性能表现,通过建立模型和设置仿真条件进行分析。
而在动态仿真中,则需要考虑到飞行器运动的不确定性和复杂性,模拟其在不同飞行态势下的动态响应、稳定性和控制性能。
飞行器的仿真技术涉及到多种技术和方法,包括数学建模、模型验证、仿真软件开发、仿真案例设计等。
为了保证仿真的准确性和严谨性,需要从多个角度进行校验和验证,包括实际试验、参数校准、仿真结果对比等,从而保证仿真结果的可信度和有效性。
[机翼,模型,技术]舰载机机翼模型的快速建模技术的研究
舰载机机翼模型的快速建模技术的研究引言舰载机是航空母舰最主要的武器,其性能的好坏直接体现了航母的战斗力。
随着我国第一艘航母辽宁舰的下水,舰载机的研制任务也变得更加迫切。
本文以此为背景,开展了某型号舰载机机翼骨架仿真模型的快速建模技术研究。
仿真是复杂机械系统研制必须的手段,所谓计算机仿真,一般是通过建立逼真的仿真模型来模拟真实系统内发生的过程,再进一步结合实验来研究设计中的系统。
传统仿真软件很难胜任机翼结构件的三维建模工作,因此,对一些零部件,如翼肋、翼梁、悬挂接头等采用CAD系统建模的方法会比较便捷,但这种建模工作中会存在一些影响仿真效果或工作效率的因素。
首先,不同操作者在手动建立三维模型过程中的表示方法、设计模式、参照标准往往会因个人知识背景或其他众多不确定因素而导致数据模型有所差别,即模型的质量不能得到很好的保证,所以在向仿真分析系统内导入CAD模型的时候常会存在图元丢失、不易划分网格等问题;其次,机翼的打样设计阶段是一个伴随有计算和分析、修改和优化的循环迭代过程,需要建立大量的仿真模型作为设计基础。
所以通过CAD系统手动建模的方法工作量繁重,耗费了设计人员宝贵的时间与精力。
本文以CATIA V5设计软件为平台,利用CAA作为二次开发工具,通过特征拼接的方法并结合有关的AP工函数接口,实现了机翼典型件模型的快速建模,为进一步的仿真计算奠定了基础。
1舰载机机翼结构分析机翼作为一种复杂的受力结构,通常由展向(翼展方向)骨架,如:翼梁、长析、前后墙和弦向(横向)骨架,如:普通翼肋、加强翼肋以及表面蒙皮等共同组成,下面就针对几种典型的结构单元进行分析。
翼梁:是机翼在翼展方向最主要的受力单元,其根部通过对接接头与机身固定。
翼梁一般由腹板、上下缘条以及对接带板组成,为保证梁的稳定性通常在其腹板两侧沿纵向布有加强立筋。
长析:用于翼肋与蒙皮之间的连接,同时具有一定支撑作用,其各段剖面形状基本相同,可以分为开截面析条和闭截面析条。
飞机外形和结构件反求建模技术研究
飞机外形和结构件反求建模技术研究谭昌柏;周来水;张丽艳;卫炜;王志国;汪俊【期刊名称】《航空学报》【年(卷),期】2008(029)006【摘要】探讨了基于特征的飞机外形和结构件反求建模策略,并给出曲面特征和实体特征的定义,该方法支持具有完整特征表达的模型快速重建.提出了大规模散乱数据k-近邻的空间球搜索算法,其逐步增大搜索范围的策略可有效提高搜索效率.研究了结构件与外形相关曲面特征的重建方法,当贴合面较窄、外形线接近于直线时,采用直纹面逼近,否则由蒙皮曲面等距间接求取.研究了基于工程约束的曲面形状修改算法,以B样条曲面需满足的点、线、面几何约束为目标约束,通过最小化形状修改前后差曲面的弯曲能得到精确满足目标约束的光滑曲面,推导了曲面弯曲能和曲线约束的表达式.最后,以飞机翼肋模型反求为例验证了所提方法的可行性.【总页数】9页(P1722-1730)【作者】谭昌柏;周来水;张丽艳;卫炜;王志国;汪俊【作者单位】南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016;南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016;南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016;南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016;南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016;南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,江苏,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TP391.7【相关文献】1.基于特征和约束的飞机反求建模 [J], 谭昌柏;张丽艳;卫炜;王志国;周来水2.基于模板的飞机结构件建模方法研究 [J], 张春元;曾宸;唐家鹏;原梅妮3.参数化方法在飞机相似结构件建模中的应用 [J], 王晶4.融合正向建模与反求计算的车用减振器建模技术研究 [J], 崔庆佳;周兵;吴晓建;李宁;曾凡沂5.常规布局飞机概念外形参数化建模研究 [J], 吕韵; 周进; 童明波因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
