【正文】 的扭矩，后墻則還有封閉機(jī)翼內(nèi)部容積的作用[50]。參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)是新一代智能化、集成化CAD建模系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，也是當(dāng)前CAD建模技術(shù)的研究的前沿方向。這使得對某些參數(shù)變量進(jìn)行修改比較大的值時(shí)，某些特征會出現(xiàn)嚴(yán)重變形，甚至使該特征和與它相關(guān)聯(lián)的其它特征出現(xiàn)約束錯(cuò)誤，出現(xiàn)失真的特征，造成模型信息的錯(cuò)誤傳輸。MBD技術(shù)通過在三維模型上定義完整的產(chǎn)品定義信息，替換過去依靠二維圖樣飛機(jī)定義方式，即將制造信息和設(shè)計(jì)信息（三維尺寸標(biāo)注及各種設(shè)計(jì)信息和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息）共同定義到產(chǎn)品的三維數(shù)字化模型中，他涉及到設(shè)計(jì)、工藝、工裝等參與飛機(jī)研制的全部過程都能夠在直觀、語義信息豐富的三維可視化環(huán)境下進(jìn)行并進(jìn)行研制和溝通交流，保證涉及數(shù)據(jù)的唯一性。對飛機(jī)結(jié)構(gòu)件來說，梁、肋、框、長桁、接頭等典型結(jié)構(gòu)件構(gòu)成了飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)，所以可以將典型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分類，將設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)通過參數(shù)形式編入設(shè)計(jì)表中，建立起結(jié)構(gòu)件模板，或借助CATIA二次開發(fā)功能建立結(jié)構(gòu)件模板庫，方便設(shè)計(jì)員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)按照要求調(diào)用不同的模板零件，既簡化了設(shè)計(jì)過程，又規(guī)范了建模操作，大大提高了工作效率。本文開發(fā)的系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)采用兩層 C/S 模式的體系結(jié)構(gòu)，邏輯上分為三層:即數(shù)據(jù)庫層、中間邏輯實(shí)現(xiàn)層和表現(xiàn)層(或應(yīng)用層)，中間邏輯實(shí)現(xiàn)層和表現(xiàn)層組成客戶端，其框架所示。在該體系結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)源主要由兩個(gè)數(shù)據(jù)庫表構(gòu)成：MBD幾何信息庫和MBD非幾何信息庫。2. 提高了可靠性，降低了出錯(cuò)率。在本章中，首先建立了模板庫的管理對象——參數(shù)化模板，模板庫系統(tǒng)需要有能夠快速檢索到目標(biāo)模板，并根據(jù)實(shí)際需求為模板選擇合適的信息進(jìn)行實(shí)例化，所以為了滿足以上需求，就必須對系統(tǒng)的管理對象進(jìn)行合理化的參數(shù)化建模，并為其建立信息表，這就是本章所研究的內(nèi)容。模板庫的建立與使用也是全三維參數(shù)化系統(tǒng)二次開發(fā)中的基礎(chǔ)工作之一。參數(shù)有主要參數(shù)與次要參數(shù)之分，主要參數(shù)是用來控制模型的幾何尺寸與拓?fù)潢P(guān)系，當(dāng)主要參數(shù)改變時(shí)模型的形狀發(fā)生較大的改變。A模塊，就可以對尺寸、幾何公差、粗糙度、注釋信息等在三維模型上進(jìn)行標(biāo)注，；對于另一類信息的建立就需要插入幾何圖形集并對各自命名，如Standard Notes、Material Description，然后進(jìn)入知識工程模塊，選擇資源管理器命令就可以新建各種類型的參數(shù)，參數(shù)類型分為：實(shí)型、整數(shù)、字符串、布爾型、長度、角度、質(zhì)量、密度等幾種，根據(jù)非幾何信息類型的就可以分別創(chuàng)建不同非幾何信息。一是通過三維建模軟件對參數(shù)化模型的分析來獲取產(chǎn)品和零件的信息，這種方式首先要了解參數(shù)化模型特征樹結(jié)構(gòu)層次，由于不同的參數(shù)化模型有不同的特征樹結(jié)構(gòu)，而且還包含一些的特殊數(shù)據(jù)，加之參數(shù)化模型的特征樹的結(jié)構(gòu)本身就非常龐大，這樣分析起來難度很大，而且還容易造成遺漏和錯(cuò)誤。對于CATIA二次開發(fā)過程來說，讀取零部件特征信息是首要前提，如果不能事先遍歷出特征樹Part下的各個(gè)信息，讓計(jì)算機(jī)讀懂每個(gè)MBD的信息，就無法在以后MBD模型的參數(shù)驅(qū)動中實(shí)現(xiàn)MBD修改參數(shù)的賦值、刪除、修改等設(shè)計(jì)步驟，完成對MBD模型的參數(shù)化驅(qū)動，依據(jù)對模型特征樹的分析，： MBD模型信息提取流程圖在具體對MBD模型參數(shù)提取的過程中，參考CAA V5 Encyclopedia下Mechanical Modeler的使用實(shí)例方法，分離零件樹下MBD參數(shù)各個(gè)包含關(guān)系，研究其獲取部分的接口函數(shù)之間的附和關(guān)系（）以及函數(shù)運(yùn)用的先后順序，提取MBD參數(shù)的步驟應(yīng)分為以下幾個(gè)階段： 獲取CATIFrmEditor然后獲取當(dāng)前激活的Part然后獲取該P(yáng)art的CATIPrtContainer然后獲取CATIPrtPart①首先獲取基準(zhǔn)要素，依靠CATIDescendants函數(shù)先尋找Engineering Geometry的幾何圖形集，找到該幾何圖形集后繼續(xù)依靠CATIDescendants去獲取CATISpecObject，就可以獲取基準(zhǔn)要素；②在獲取模型的主要參數(shù)，依靠CATIDescendants函數(shù)先尋找參數(shù)集CATICkeParmFactory，然后讀取里面的主要參數(shù)；③最后獲取模型的全部參數(shù)，獲取CATICkeParmFactory最后獲取參數(shù) 接口函數(shù)之間關(guān)系即先打開MBD模板，然后讀模型（用CATIPrtContainer獲取模型），然后讀Factory（用CATICkeParmFactory_var獲得），然后讀取參數(shù)跟參數(shù)值。 CATIProduct_var spRefProduct =iObjectGetReferenceProduct()。 rc = pDoc QueryInterface (IID_CATITPSDocument, (void**) amp。// Retrieve tolerances count in set unsigned int ToleCount = 0。... // Dump tolerance informations CAATpiDumpCATITPSSemanticValidity (piCompOnTole, pStream)。list)。 } return spRootCont。由于CATIA 軟件使模型和數(shù)據(jù)產(chǎn)生了分離，所以它有幾個(gè)顯著的缺點(diǎn)的：①由于數(shù)據(jù)在外部存儲所以它的安全性不能得到保障；②對一些要求不能隨便修改的數(shù)據(jù)如桁條容易造成修改；③當(dāng)要添加數(shù)據(jù)時(shí)難以保證添加數(shù)據(jù)的正確性。 piPrtContainerOnRootRelease()。//從Factory賦值，到提取參數(shù)值：CATICkeParmFactory_var spCkeFact=spPartConatiner。 piToleList Item (ToleIdx, amp。 piSet GetTPSs(amp。標(biāo)注集是尺寸、公差、粗糙度等的集合，它們在CATIA軟件中有專門的接口函數(shù)，所以對這類非幾何信息應(yīng)該單獨(dú)提取，： MBD模型信息提取流程圖即先打開模型，然后利用CATIDocument獲取CATITPSDocument，CATITPSDocument是進(jìn)入三維標(biāo)注的入口，然后獲取CATITPSList標(biāo)注集，在然后就可以分別進(jìn)入不同的接口函數(shù)去讀取所需要的信息。 ……//獲取模型特征樹Part的PartContainer：CATIPrtContainer_var JDCreateDftCmd::GetPrtContainer(CATIProduct_var iObject){ HRESULT rc。為了快速生成梁類零件的參數(shù)化模型，首先需要觀察CATIA零件特征樹Part下特征信息，運(yùn)用CAA API函數(shù)借助visual c++平臺，遍歷零件特征樹Part下的主要的設(shè)計(jì)參數(shù)、所有參數(shù)以及基準(zhǔn)要素，提取“］”形梁模型的MBD特征信息，： 特征樹提取的特征樹Part下的每個(gè)特征參數(shù)包含的信息為：1) 特征參數(shù)在特征樹Part下的位置順序。(4)在入庫完成后將彈出所示信息，提示用戶信息已經(jīng)全部入庫。 基準(zhǔn)要素(3)梁的非幾何信息的建立對“］”形梁的非幾何信息主要是兩部分：一是標(biāo)注集的建立，另外是對除標(biāo)注集以外的其它信息，如Standard Notes、Part Notes、Annotation Notes、Material Description等建立。參數(shù)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)是基于約束的產(chǎn)品描述方法，用一組參數(shù)約束幾何實(shí)體的一組結(jié)構(gòu)尺寸，數(shù)與尺寸之間顯式對應(yīng)，以表格形式表示。最后，通過程序參數(shù)賦值到模型模板的表達(dá)式中驅(qū)動模型更新，完成設(shè)計(jì)并發(fā)布審核。第4章 基于MBD的參數(shù)化模板庫的建立與管理MBD技術(shù)是當(dāng)今數(shù)字化發(fā)展方向的一個(gè)重要方面，它改變了傳統(tǒng)的信息表達(dá)方法，適應(yīng)了數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的發(fā)展要求，參數(shù)化模板庫是實(shí)現(xiàn)快速建模的一個(gè)非常重要的手段，因此建立基于MBD的參數(shù)化模板庫就成為本文研究的方向。這種流程具有如下優(yōu)點(diǎn)：1. 降低工作量，提高效率減少。使用模板庫工具的流程為：先從零件三維模板庫中選出符合要求調(diào)用MBD模板，然后從模板的參數(shù)表中提取信息，使之與模型中的可變信息進(jìn)行匹配，再將值賦給模型，最后生成設(shè)計(jì)需要的模型。(3)數(shù)據(jù)庫模塊要求輸入的MBD信息可以保存到數(shù)據(jù)庫中，并能夠?qū)崟r(shí)更新到零件參數(shù)化設(shè)計(jì)界面中，這些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)能夠通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)共享，能夠保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)更加科學(xué)和規(guī)范。(2)全參數(shù)尺寸約束主要考慮模型整體的改變，一般涉及到過程設(shè)計(jì)情況，全約束，全參數(shù)數(shù)據(jù)相關(guān)有利于用代數(shù)方程組求解。構(gòu)造約束指的是多個(gè)特征參數(shù)之間的拓?fù)浼s束關(guān)系，如相交、相合、對稱等；尺寸約束則是通過三維標(biāo)注表示的約束，如距離尺寸、角度尺寸、半徑尺寸等。雖然傳統(tǒng)的參數(shù)化在對模型的快速建立方面有著重大的意義，但是在設(shè)計(jì)方面卻明顯有著以下幾點(diǎn)不足：(1)參數(shù)的自定義變量只能驅(qū)動模型特定參數(shù)的幾何尺寸，即通過編輯公式來修改零件參數(shù)的幾何尺寸，而零件外部形狀不能隨著改變，即零件模型的組成特征已經(jīng)基本給定,幾乎不能改變。參數(shù)化設(shè)計(jì)是CAD建模技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中提出并得到迅速發(fā)展的、有著強(qiáng)大實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)。(4) 縱墻也是有腹板和緣條組成。翼梁的典型結(jié)構(gòu)形式主要有6種[47]，現(xiàn)代機(jī)翼一般采用腹板式金屬翼梁，緣條多由厚壁開口型材制成，具有規(guī)則的截面形狀；腹板則按照受力要求，分布在緣條延伸方向。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：(1)結(jié)構(gòu)大型化：在現(xiàn)代飛機(jī)的設(shè)計(jì)中，大量采用大型整體結(jié)構(gòu)件，這樣可以減輕飛機(jī)整體重量，減少結(jié)構(gòu)件零件數(shù)量，提高零件強(qiáng)度和可靠性，大大提高了飛機(jī)的制造質(zhì)量。建立典型結(jié)構(gòu)件模板庫方便設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)能夠根據(jù)需求調(diào)用不同的模板零件，快速的建立MBD模型，這樣既簡化了設(shè)計(jì)過程，又規(guī)范了建模操作，大大提高了工作效率，對于飛機(jī)設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。 在此，就將二次開發(fā)的按鈕和菜單與操作命令之間建立了響應(yīng)。將CmdModule 設(shè)置為啟動項(xiàng)目。 SetAddinMenu(pMyTlb, pMyContainerMbr)。//下拉菜單2SetAccessNext(pCmdMenu1,pCmdMenu2)。菜單的定義： NewAccess(CATCmdContainer,pMyContainerMbr,MyContainerMbr)。CATIAfrGeneralWksAddin是一個(gè)通用的Addin。前者是創(chuàng)建一個(gè)新的模塊，在這個(gè)模塊中除了標(biāo)準(zhǔn)的命令，其余均由用戶開發(fā)。在CAA架構(gòu)的支撐之下，Dassault Systemes系統(tǒng)可像搭積木一樣建立起來，這種結(jié)構(gòu)非常適宜于系統(tǒng)的壯大和發(fā)展[45]。實(shí)際上 RADE 是以Microsoft Visual Studio C++.NET為載體，在C++.NET環(huán)境中增加了CAA的開發(fā)工具。COM技術(shù)作為一種軟件架構(gòu)具備了更好的模塊獨(dú)立性和可擴(kuò)展性，使CAA的程序設(shè)計(jì)更加容易且趨于標(biāo)準(zhǔn)化。對于大部分人來說，不是一個(gè)理想的開發(fā)工具。現(xiàn)在有許多標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立使用該功能。設(shè)計(jì)人員也可以通過學(xué)習(xí)算法將好的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)寫入設(shè)計(jì)參數(shù)變量檢驗(yàn)庫，或由設(shè)計(jì)參數(shù)變量檢驗(yàn)庫通過學(xué)習(xí)算法自動學(xué)習(xí)知識。這樣我們就可以通過對參數(shù)尺寸變量值的范圍、特征之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系等方法來確定某些特征是否被激活，是否需要進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。知識工程的研究使人工智能的研究從理論轉(zhuǎn)向了實(shí)際應(yīng)用，從基于推理的參數(shù)化模型轉(zhuǎn)向基于知識的參數(shù)化模型，是新一代計(jì)算機(jī)的重要理論基礎(chǔ) [31]。從DassaultSystem成立，CATIA軟件版本經(jīng)歷了V1版本，V2版本，V3版本，V4版本，V5版本，2010年又發(fā)布了V6版本。所有的捕獲信息組織在標(biāo)注集下的捕獲分類節(jié)點(diǎn)中，以達(dá)到方便管理和后續(xù)使用的目的[24]。視圖方式為有利于標(biāo)注信息的組織與管理，而捕獲則有利于標(biāo)注估息的快速查找與顯示。 Annotation Set定義⑥ 其它除了以上以外在MBD數(shù)據(jù)集中還有Approval Status、標(biāo)準(zhǔn)件等。下面分別對非幾何信息作介紹：① Standard NotesStandard Notes不是用于描述零件，而是對知識產(chǎn)權(quán)和有關(guān)管理信息的說明，標(biāo)準(zhǔn)說明定義的具體內(nèi)容由設(shè)計(jì)公司決定。 MBD數(shù)據(jù)集的內(nèi)容 MBD模型信息在MBD數(shù)據(jù)中有2類數(shù)據(jù)：一類數(shù)據(jù)是幾何信息，也就是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)模型；另一類是非幾何信息，它存放于規(guī)范樹中。各工廠也根據(jù)全三維技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建了適宜全三維研制的工程制造體系。它既能保證數(shù)據(jù)的唯一性，又能使三維實(shí)體模型作為生產(chǎn)制造過程中唯一依據(jù)[910]。3. 研究模板信息的提取與管理研究MBD模板的幾何信息與非幾何信息的提取技術(shù)，并且根據(jù)實(shí)際要求，將模板信息重新歸納分類，保存到數(shù)據(jù)庫中。因此，為了縮短飛機(jī)研制周期，提高飛機(jī)研制質(zhì)量，有必要以三維數(shù)模為載體，借鑒國外發(fā)達(dá)航空制造企業(yè)MBD技術(shù)的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合飛機(jī)數(shù)字化制造流程，開展適合于我國國情的飛機(jī)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)應(yīng)用研究[8]。波音787的協(xié)同研制工作順利進(jìn)行，為波音取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，而且?guī)恿似渌w機(jī)設(shè)計(jì)制造公司也開始研究MBD的實(shí)施與應(yīng)用。數(shù)字化定義技術(shù)的發(fā)展從手工繪圖到二維CAD的應(yīng)用，到二維加三維設(shè)計(jì)模式，再到三維建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從平面投影技術(shù)到全三維實(shí)體模型數(shù)字樣機(jī)以及完整數(shù)字化產(chǎn)品定義的轉(zhuǎn)變。研究基于MBD的設(shè)計(jì)制造技術(shù)對提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)質(zhì)量、數(shù)控加工效率、縮短飛機(jī)研制周期具有重大意義。 飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖另外，在飛機(jī)設(shè)計(jì)制造過程中，管理也是非常重要的環(huán)節(jié)，在管理中出現(xiàn)的如串行生產(chǎn)組織方式、信息化孤島等問題也將影響飛機(jī)的制造過程，這些問題如得不到及時(shí)解決也將阻礙企業(yè)的發(fā)展?；贛BD的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件建模及數(shù)據(jù)管理技術(shù)作者：日期：第1章 緒論近年來,特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，數(shù)字化技術(shù)在全世界制造企業(yè)，尤其是在大型