[发明专利]一种基于CATIA二次开发的飞艇软结构部件交线展开方法

说明书

本发明公开了一种基于CATIA二次开发的飞艇软结构部件交线展开方法，在气囊的平面裁片设计完成后，进行以下步骤：在CATIA中建立坐标系；将飞艇气囊的标准裁片在CATIA中把标准裁片进行仿射处理；对仿射后形成的所有裁片进行接合；在气囊和副气囊交线上以任意比率取一个特征点A，确定其在交线上的展开点，通过编辑宏插入循环语句即可得到交线上所有点的展开结果；用样条曲线连接所有特征点的展开点，再将交线移至相应的裁片上，即可得到各部件交线。本方法提高了飞艇软结构部件交线展开效率和直观性，同时弥补无法用传统的轴向弧长积分法进行复杂母线生成的飞艇软式气囊裁片的缺点，适用于飞艇各部件交线裁片设计。

技术领域

本发明涉及飞行器生产制造领域，具体涉及一种基于CATIA二次开发的飞艇软结构部件交线展开方法。

背景技术

在飞艇软结构部件曲面裁片设计过程中，需要把曲面分成数片相同的分曲面，进而把每一片分曲面展开成标准裁片，气囊典型裁片如图1所示；当平面裁片设计完成后，需要计算飞艇各部件间的交线，飞艇各部件的交线图如图2所示；交线计算的准确性直接决定了飞艇部件间安装位置的准确性。

在传统的交线展开过程中，采用的是轴向弧长积分法，以气囊与副气囊的交线为例，如图3所示，对于交线上的任一点A，利用弧长积分求出其展开后的x值，即曲线m的长度。再利用公式y＝2πr/cps(r为气囊过A点的横截面圆的半径，cps为所选取的裁片数)求出y值，即曲线l的长度。

在实际计算过程中，曲线m的长度通常无法用定积分求出，通常采取变步长梯形求积法将积分区间m分成n等分，再利用下式求出积分值：

采用此方法进行飞艇软式气囊交线展开设计，具有耗时高、直观性差等缺点。且当气囊母线方程复杂，或者无法用解析式描述时，采用传统的轴向弧长积分法，甚至无法求出曲线m的长度，即无法完成飞艇交线求解。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于CATIA二次开发的飞艇软结构部件交线展开方法，以克服现有技术存在的问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种基于CATIA二次开发的飞艇软结构部件交线展开方法，在气囊的平面裁片设计完成后，进行以下步骤：

在CATIA中建立坐标系；

将飞艇气囊的标准裁片在CATIA中把标准裁片分别仿射2、4、6、8…n倍；对仿射后形成的所有裁片进行接合；

在气囊和副气囊交线上以任意比率取一个特征点A；

通过A做平面α平行于yz平面，平面α与气囊的交线并于A点将交线分割成直线l，将直线l以x方向拉升h1，展开在xy平面的y方向上，取y方向的极值；通过A和x轴做一个平面β，做平面β与气囊的交线并于A点分割成直线m，过A点做平面β的法线，将直线m以法线方向拉升h2，展开在xy平面的x方向上，取x方向的极值；将两个极值相交，交点为A’；

通过A’以y轴为方向做一条直线a与之前所有的接合相交，通过近接取离A’最近的点B，将直线a在B点处分割，得到直线BA’，做直线BA’与标准裁片的交点B’，通过点到点平移将直线BA’的起点移至B’，其终点A”就是最终交线上点A的展开点；

用样条曲线连接所有特征点的展开点，再将交线移至相应的裁片上，即可得到各部件交线。

进一步地，所述坐标系的原点在飞艇气囊的前端点，x轴为沿气囊的轴向指向气囊尾部，y轴为垂直于x轴指向气囊上方，z轴通过右手法则确定。

进一步地，所述方法还包括：将除点A”以外的其他点、线、面均隐藏。

进一步地，所述仿射的具体操作为：将标准裁片的x轴坐标保持不变，将其y轴坐标分别以2、4、6、8…n倍扩大后所形成的裁片。