● 摘要
在飞机结构设计过程中，CAD技术的应用已经空前普及。但是目前存在的问题是：飞机结构由前期二维布局向后期三维几何模型和有限元模型的转化过程中，人工工作量较大，建模周期较长，从很大程度上影响了设计效率。因此，飞机结构设计对自动化建模和CAD/CAE的紧密集成有了更高的技术要求。具体针对机翼结构的打样设计过程，本文提出了基于知识的机翼结构参数化描述及模型构建方法，并就此方法涉及的相关理论基础和关键技术开展了研究。本文主要工作如下：第一，将参数化设计和知识工程相融合，总结机翼结构元件建模过程中的共性，构建基于知识的机翼结构特征参数库，在参数化建模中加入专家经验，由知识驱动机翼结构的几何参数和物理参数，实现模型的重用，提高设计效率。第二，根据机翼结构元件的布局情况，通过几何求交寻找封闭区域，实现特征区域求值，自动计算各结构封闭区域的交线或交点，为有限元模型的节点和网格单元的生成提供输入数据，实现CAD模型向CAE模型的自动转换，以改进飞机复杂结构件的设计过程。第三，在CATIA平台上开发了机翼结构快速打样设计系统，对研究理论进行了进一步的实践验证。