前言：本站為你精心整理了探討飛機研制中新技術的實驗運用范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

1基于MBD的關聯設計技術

在飛機設計中的應用全三維模型讓后續環節的人員更容易理解設計意圖，有效地改善了團隊間的溝通。在關聯設計環境中，所有工程師采用MBD技術進行產品的數字化定義，各種設計信息得到最大的共享，零部件的設計和標注非常方便，任何時候每位工程師的設計結果均會實時反映到全三維的數字樣機中，以供其他專業使用。當上游專業的設計發生變化時，設計更改能夠通過骨架模型自動地傳遞給下游下游專業只要接受骨架模型的更新，即可實現100%的設計更改。在型號研制過程中，通過采用基于MBD的關聯設計技術，可以實現各專業間快速的迭代機制，減少設計錯誤，更好地保證產品設計質量。

1．1關聯設計技術定義

飛機設計過程中，設計數模更改頻繁，更改量大，通過定義總體、結構、接口骨架模型，可實現總體與結構、結構內部、結構與系統、系統內部之間的設計關聯和信息共享，加快協調和更改的速度。設計上游的更改，能及時反映到相關設計專業，保持設計數據的一致性。飛機設計過程中典型的骨架模型拓撲圖如圖2所示。在產品的根目錄下建立總體、結構、系統的骨架模型節點，該節點下包含了該專業在設計過程中將要用到的所有關鍵設計輸入要素(如關鍵的點、線或站位面)。機頭部段骨架只能引用總體專業的前機身站位骨架和結構專業的接口骨架，具體的零件或模塊設計則通過引用機頭部段骨架和相應的部件骨架開展詳細設計，完成產品定義。

1．2骨架模型的分類

骨架模型作為關聯設計的神經中樞，直接驅動著下游的零件設計，骨架模型劃分是否合理，決定著自上向下設計的成敗。骨架模型劃分的合理，數據更新便可在各層級骨架模型間順利傳遞，并最終驅動零件數據更新;骨架模型劃分的不合理，可能會導致某些骨架過于龐大，骨架模型載入緩慢，元素結構樹很難管理，元素不集中，設計員不易查找、調用，影響設計效率，骨架模型維護困難，嚴重的可能導致下游數據無法更新。骨架模型從上至下共分為四種:總體骨架、接口骨架、部段骨架和部件骨架總體骨架是其他骨架的基礎，包含總體外形和整機布置站位兩個部分，要先于其他骨架建立并，供下游建立接口骨架和部段骨架引用。接口骨架用于兩個或多個部段之間對接協調區域的協調，由兩個或多個部段對接協調的公用元素組成，接口骨架內的元素僅為各部段之間協調的元素。部段骨架是整個部段關聯設計的基準，包含從總體骨架中引用的元素、從接口骨架中引用的各部段的協調元素、各部段細化的元素三部分內容。部段骨架中從總體引用的外形需要根據部段下游部件的特點進行適當地拆分，以便于后期部段骨架更新時可以減少影響面，部段骨架驅動下游零部件快速接收更改通知并能夠進行下游的自動更新，同時保證不受影響的零件不需更新。總體骨架、接口骨架、部段骨架僅用于不同級別的協調，不得直接用于零件設計。部件骨架是下游部件內零件關聯設計的基準，部件骨架由上層骨架拆分而來，是上層骨架局部的細化表達，部件骨架的數據量和元素減少，提高了設計效率，有利于關聯設計的展開及管理，設計員只能使用部件骨架進行零件的詳細設計。

1．3關聯設計的工作原理

骨架設計員和零件設計員相互協同的工作狀首先，骨架設計員創建一個新的模型，這個模型將承載設計中的關聯關系，在骨架模型的設計過程中，骨架模型和產品零件之間不發生關聯，當骨架模型被提升至A版時，具備了被下游引用的能力。其次，當骨架模型A版時，零件設計員可以發起設計任務，將骨架模型中的元素引用至零件中，零件和骨架之間將建立驅動關系，零件設計員將在骨架模型的控制下，進行上下文關聯設計，并提升至A版。如果骨架模型發生更改，A版零件的關聯關系仍與A版骨架模型相關聯，不能與未的新版骨架模型關聯，當骨架模型提升至B版后，重新定義鏈接關系，將B版零件與B版骨架進行關聯。

2基于MBD的機翼肋的關聯設計

結構專業根據總體專業的骨架模型開始進行全機結構骨架模型的建立，如機頭、機身、機翼、平尾、垂尾部段骨架模型。機翼綜合產品設計團隊在機翼部段骨架的基礎上進行機翼主要元素(如梁、肋站位等)的布置，建立部件骨架，后即可以開展肋的詳細設計，設計員首先根據MBD模板生成零件的結構樹，并在外部參考幾何圖形集下將生成該零件的站位基準面和機翼外形引入，如中央翼前梁站位、中央翼后梁站位、機翼弦平面、中央翼盒段上蒙皮外形、中央翼盒段下蒙皮外形、2肋等，當總體中央翼盒段下蒙皮外形發生變化，更改會自動從總體外形骨架傳遞到結構部段骨架，再傳遞到部件骨架，設計員只需要手動接受更新，肋的外形即可根據總體外形的變化而變化，從而完成總體和結構專業的關聯設計。零件詳細的結構設計完成后就可以在三維數模的基礎上進行三維標注，所有的三維標注與具體的幾何特征相關聯，如果局部的幾何特征發生更改，三維標注的尺寸信息也會自動進行更新，不用再生成和維護二維工程圖，設計更改簡單易行，更改傳遞暢通無阻，設計質量隨之提高，設計周期大大縮短。

3基于MBD的關聯設計技術在制造中的應用

3．1工藝數模與設計數模的關聯設計

工藝數模和設計數模的關系是靠幾何關聯進行的。與工裝不同，工藝數據要求的關聯關系是保證數模之間本身有關聯關系，這樣能夠保證工藝人員可以在數據成熟過程中進行一些工藝設計，如建立毛坯、定位孔等。可以通過系統開發來實現工藝和設計數據的關聯機制，使設計的更改會快速地反映到工藝數模中。工藝人員在工藝設計規范的指導下，直接依據三維實體模型開展三維工藝開發工作，改變了以往同時依據二維工程圖紙和三維實體模型來設計產品裝配工藝和零件加工工藝的方式。

3．2工裝數模與設計數模的關聯設計

工裝數模和設計數模的關聯是通過對設計數模的引用來實現的。通過采用基于成熟度的并行協同機制，工裝的設計就可以提前，在預發放數模的基礎上展開設計，隨著成熟度的不斷提升，設計數模不斷完善，工裝設計也不斷被細化，同時工裝設計人員將反饋意見及時傳遞給設計人員，建立了良好的設計、制造、協調溝通機制，使設計缺陷降到最低。由于設計和工裝是在統一的VPM系統中工作，采用MBD數字化定義技術，可以有效保證工裝數模和設計數模上下文的關聯。

4結束語

技術保證了上下游數據的無縫對接，實現了真正的數字量信息傳遞，使關聯設計在飛機設計、制造過程中暢通無阻。通過骨架模型的定義，總體、結構、系統各專業的工作可以并行開展，工藝、工裝、檢驗等可以在MBD數據集的基礎上協同工作，全三維關聯設計技術使得上下游設計信息溝通更加及時、準確，有效地改善了團隊之間的溝通，使設計任務更清晰，設計更改簡單、快速、易行，促進了面向制造、面向裝配技術的應用，減少了設計錯誤，提高了產品質量，縮短了產品研制周期，必將為企業帶來巨大的商業效益。

作者：田憲偉曲直單位：中航通飛研究院有限公司