【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于結構建模，具體涉及一種飛機結構件設計建模系統。
技術介紹
1、新型號的飛機具有獨特的創新結構特征，整個飛機扁平融合體的布置方案設計、拓撲優化和參數優化工作任務繁重，亟須研究飛機扁平體結構件快速建模和分析優化設計方法，開發出扁平融合體結構件快速設計模塊，支持飛機扁平融合體結構件的快速設計。
2、經過數十年的發展，計算機輔助設計軟件已經在市場上取得了巨大的應用，但是目前的設計軟件在面向飛機扁平融合體設計建模時仍存在嚴重的不足。當前對于飛機扁平融合體的建模需要在設計軟件中從零開始構建，設計建模過程繁瑣且有較多的重復步驟，模型零件可復用性低，缺乏規范化的設計模板和設計流程，設計建模效率較低，研發周期長。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術圍繞飛機扁平融合體布置設計、拓撲優化、參數優化設計等流程，研究飛機扁平融合體結構件快速建模和分析優化方法，基于cad與cae軟件(catia和hyperworks)進行二次開發，構建出飛機扁平融合體結構件快速建模與仿真優化模塊庫，實現快速參數化建模、幾何模型自動清理、典型結構件特征有限元快速建模及模板定義、自定義材料屬性等功能，支持飛機扁平融合體結構件的快速建模與分析優化，加快設計和分析驗證迭代效率，提升仿真模型的質量，為縮短研制周期提供技術支撐，具體提供了一種飛機結構件設計建模系統。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種飛機結構件設計建模系統，包括：
4、線
5、蒙皮分割模塊，用于根據所述線框模型構建模塊構建的飛機骨架模型，利用框、長桁元素將機身外形曲面分割為多塊蒙皮，其中每一塊蒙皮為一個自然網格；
6、節點生成模塊，用于根據分割后的機身結構，生成自然網格中橫向元素與縱向元素之間的交點以及橫向元素與縱向元素各自的端點，多個交點和端點構成節點，并導出每個節點所對應的坐標值；
7、屬性編輯模塊，用于編輯生成節點后的自然網格，根據坐標值對飛機各個結構的屬性進行賦值，生成飛機結構件模型。
8、優選地，所述線框模型構建模塊包括：
9、幾何圖形構建單元，用于依據不同的結構件創建結構布置所需的不同的幾何圖形集，所述幾何圖形集用于存放生成的骨架模型元素；所述骨架模型元素包括框、長桁、梁、地板梁、蒙皮和節點對應的結構元素，以及蒙皮分割過程中所生成的過程元素；
10、長桁骨架模型構建單元，用于通過直接生成和占位面生成方式構建長桁骨架結構；
11、框骨架模型構建單元，用于通過直接生成和占位面生成方式構建框骨架結構；
12、骨架模型位置調整單元，用于在長桁或框生成之后，根據曲面的情況修改長桁或框的間距，在模型樹中找到長桁或框的過程元素，在相應過程元素幾何圖形集下選擇偏移平面，修改該偏移平面的參數來完成長桁或框所在位置的調整，調整曲面的結構布置；
13、骨架模型元素命名單元，用于調用屬性賦予前的重命名命令，對該幾何圖形集內元素進行重新排序操作。
14、優選地，所述幾何圖形構建單元建立幾何圖形集的步驟如下：
15、遍歷所有幾何圖形集的數目，若幾何圖形集的數目為1，此時幾何圖形集下只包含“曲面”幾何圖形集，建立機身結構元素的幾何圖形集，并將幾何圖形集的名稱命名為框、長桁、梁；
16、若幾何圖形集的數目為9，此時幾何圖形集包括1個“曲面”幾何圖形集和8個機身結構元素幾何圖形集；若幾何圖形集的數目不等于1或者9，此時幾何圖形集不符合要求。
17、優選地，所述通過直接生成和占位面生成方式構建長桁骨架結構，具體包括：
18、直接生成：根據長桁名稱選擇占位面的基準面，設置占位面的偏移量和偏移個數，選擇機身外形曲面，依據所點選的基準平面以及所設置的偏移量來生成占位面，隨后通過占位面與機身外形曲面求交生成長桁曲線；
19、占位面生成：依次選取所需占位面，然后選擇機身外形曲面，通過拾取的占位面與機身外形曲面求交生成交線，即為長桁曲線。
20、優選地，所述屬性編輯模塊包括屬性創建單元、屬性導入單元以及屬性導出單元。
21、優選地，所述通過直接生成和占位面生成方式構建框骨架結構，具體包括：
22、直接生成：根據框名稱選擇占位面的基準面，根據占位面的偏移量、偏移個數生成框的寬度，占位面首先與框所在的機身外形曲面生成交線，偏移交線生成該交線的偏移曲線，最終橋接交線與偏移曲線生成橋接曲面，完成框的布置；
23、占位面生成：選取已有占位面，然后選擇框所在機身外形曲面，通過拾取的占位面依次與機身外形曲面生成交線，偏移交線生成該交線的偏移曲線，最終橋接交線與偏移曲線生成橋接曲面，完成框的布置。
24、優選地，所述蒙皮分割模塊包含分割檢查單元、蒙皮分割單元以及后續的開孔和曲面修復單元，蒙皮分割時，所述分割檢查單元用于選擇并檢查要分割的元素，其中要分割的元素為要分割的機身外形曲面，所述蒙皮分割單元用于縱向分割元素和橫向分割元素，沿機身方向布置的元素則為縱向分割元素，垂直于機身方向布置的元素即為橫向分割元素，所述開孔和曲面修復單元用于對分割后的曲面進行修復和開孔。
25、優選地，所述節點生成模塊用于根據提示選擇生成節點的橫向元素和縱向元素，生成自然網格中橫向元素與縱向元素之間的交點以及橫向元素與縱向元素各自的端點；橫向分割元素和縱向分割元素為機身結構元素，其中，沿機身方向布置的元素則為縱向分割元素，垂直于機身方向布置的元素為橫向分割元素。
26、優選地，所述屬性編輯模塊包括屬性創建單元、屬性導入單元以及屬性導出單元，屬性創建單元用于為已創建的元素賦予截面屬性、材料屬性參數，屬性導出單元用于將創建完成的屬性導出至屬性文件，該屬性文件后續隨模型文件一起傳輸至有限元分析軟件中供后續有限元分析使用，屬性導入單元用于將用戶編輯過的屬性文件重新導入到catia中，更新各個結構元素的屬性參數。
27、優選地，還包括分析仿真模塊和結構優化設計模塊，所述分析仿真模塊用于實現飛機結構件有限元網格的生成，完成載荷的加載并進行求解計算，根據計算結果對相應參數進行優化，所述結構優化設計模塊用于完成結構件的截面尺寸優化、幾何形狀優化和拓撲優化。
28、本專利技術提供的飛機結構件設計建模系統具有以下有益效果：
29、本專利技術針對飛機扁平融合體的建模特點及需求，線框模型構建模塊首先根據飛機不同的結構件建立不同的幾何圖形集，并根據幾何圖形集中存放的結構元素和過程元素構建飛機骨架模型，該骨架模型包括了多個結構件模型，為后續的設計提供了模型數據庫，避免了從零開始建模的問題。同時通過蒙皮分割模塊將本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種飛機結構件設計建模系統，其特征在于，包括
2.根據權利要求1所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述線框模型構建模塊包括：
3.根據權利要求2所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述幾何圖形構建單元建立幾何圖形集的步驟如下：
4.根據權利要求3所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述通過直接生成和占位面生成方式構建長桁骨架結構，具體包括：
5.根據權利要求3所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述屬性編輯模塊包括屬性創建單元、屬性導入單元以及屬性導出單元。
6.根據權利要求3所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述通過直接生成和占位面生成方式構建框骨架結構，具體包括：
7.根據權利要求3所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述蒙皮分割模塊包含分割檢查單元、蒙皮分割單元以及后續的開孔和曲面修復單元，蒙皮分割時，所述分割檢查單元用于選擇并檢查要分割的元素，其中要分割的元素為要分割的機身外形曲面，所述蒙皮分割單元用于縱向分割元素和橫向分割元素，沿機身方向布置的元素則為縱向
8.根據權利要求1所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述節點生成模塊用于根據提示選擇生成節點的橫向元素和縱向元素，生成自然網格中橫向元素與縱向元素之間的交點以及橫向元素與縱向元素各自的端點；橫向分割元素和縱向分割元素為機身結構元素，其中，沿機身方向布置的元素則為縱向分割元素，垂直于機身方向布置的元素為橫向分割元素。
9.根據權利要求1所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述屬性編輯模塊包括屬性創建單元、屬性導入單元以及屬性導出單元，屬性創建單元用于為已創建的元素賦予截面屬性、材料屬性參數，屬性導出單元用于將創建完成的屬性導出至屬性文件，該屬性文件后續隨模型文件一起傳輸至有限元分析軟件中供后續有限元分析使用，屬性導入單元用于將用戶編輯過的屬性文件重新導入到CATIA中，更新各個結構元素的屬性參數。
10.根據權利要求1所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，還包括分析仿真模塊和結構優化設計模塊，所述分析仿真模塊用于實現飛機結構件有限元網格的生成，完成載荷的加載并進行求解計算，根據計算結果對相應參數進行優化，所述結構優化設計模塊用于完成結構件的截面尺寸優化、幾何形狀優化和拓撲優化。
...【技術特征摘要】
1.一種飛機結構件設計建模系統，其特征在于，包括
2.根據權利要求1所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述線框模型構建模塊包括：
3.根據權利要求2所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述幾何圖形構建單元建立幾何圖形集的步驟如下：
4.根據權利要求3所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述通過直接生成和占位面生成方式構建長桁骨架結構，具體包括：
5.根據權利要求3所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述屬性編輯模塊包括屬性創建單元、屬性導入單元以及屬性導出單元。
6.根據權利要求3所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述通過直接生成和占位面生成方式構建框骨架結構，具體包括：
7.根據權利要求3所述的飛機結構件設計建模系統，其特征在于，所述蒙皮分割模塊包含分割檢查單元、蒙皮分割單元以及后續的開孔和曲面修復單元，蒙皮分割時，所述分割檢查單元用于選擇并檢查要分割的元素，其中要分割的元素為要分割的機身外形曲面，所述蒙皮分割單元用于縱向分割元素和橫向分割元素，沿機身方向布置的元素則為縱向分割元素，垂直于機身方向布置的元素即為橫向分割元素，所述開孔和曲面修復單元用于對...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭黨黨，任麗強，周小波，王小艷，戴晶黎，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所，
類型：發明
國別省市：
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