一种基于CATIA二次开发的飞艇软结构部件交线展开方法与流程

一种基于catia二次开发的飞艇软结构部件交线展开方法
技术领域
1.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：

2.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。
3.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。
4.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：
[0005][0006]
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。


技术实现要素：

[0007]
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。
[0008]
为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
[0009]
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：
[0010]
在catia中建立坐标系；
[0011]
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；
[0012]
在气囊和副气囊交线上以任意比率取一个特征点a；
[0013]
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’；
[0014]
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；
[0015]
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。
[0016]
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。
[0017]
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。
[0018]
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。
[0019]
进一步地，所述的h1＝20mm，h2＝20mm。
[0020]
进一步地，用catia二次开发宏编辑只需要借助catia画出1个特征点a的展开值x、y坐标，再编辑宏插入循环语句即可得到交线上所有特征点的展开结果。
[0021]
进一步地，所述在气囊和副气囊交线上以任意比率取一个特征点a之前，还包括：启动宏录制；
[0022]
在所述将除点a”以外的其他点、线、面均隐藏之后，还包括：
[0023]
结束宏录制生成vbscript脚本语言；
[0024]
对vbscript脚本语言进行循环语句的添加和更改，设置特征点的比率以及在交线上所取特征点的数量，并运行程序。
[0025]
一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现所述基于catia二次开发的飞艇软结构部件交线展开方法的步骤。
[0026]
一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序；计算机程序被处理器执行时，实现所述基于catia二次开发的飞艇软结构部件交线展开方法的步骤。
[0027]
与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：
[0028]
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。
附图说明
[0029]
图1为气囊典型裁片的结构示意图；
[0030]
图2为飞艇各部件交线示意图；
[0031]
图3为裁片计算原理示意图；
[0032]
图4为交线上任意点的坐标示意图；
[0033]
图5为交线上特征点展开的示意图；
[0034]
图6为宏运行结果示意图；
[0035]
图7为飞艇各部件交线的示意图；
[0036]
图8为实施例中气囊与副气囊交线示意图；
[0037]
图9为飞艇软式气囊三维分片图；
[0038]
图10为交线展开图；
[0039]
图11为实施例中的交线展开结果图；
[0040]
图12为飞艇软式气囊裁片交线图；
[0041]
图13为利用了本发明方法最终生产出的飞艇的示意图。
具体实施方式
[0042]
本发明提供一种基于catia二次开发的飞艇软结构部件交线展开方法，在飞艇气囊的平面裁片设计完成后，进行以下步骤：
[0043]
部件交线是由许多点组成的，用catia二次开发宏编辑只需要借助catia画出1个特征点a的展开值x、y坐标，如图4所示，再编辑宏插入循环语句即可得到交线上所有特征点的展开结果，其过程如下：
[0044]
a)在catia中建立坐标系，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。
[0045]
b)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，如图5所示；其中；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。
[0046]
c)启动宏录制；
[0047]
d)在气囊和副气囊交线上以任意比率取一个特征点a；
[0048]
e)通过a做平面α平行于yz平面，做平面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＝20mm，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＝20mm，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’。
[0049]
e)通过a’以y轴为方向做一条直线a与之前步骤a)中的所有的接合相交，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；
[0050]
f)将除点a”以外的其他点、线、面均隐藏；
[0051]
g)结束宏录制生成vbscript脚本语言；
[0052]
h)对vbscript脚本语言进行循环语句的添加和更改，并运行程序。
[0053]
language＝"vbscript"
[0054]
sub catmain()
[0055]
set partdocument1＝catia.activedocument
[0056]
set part1＝partdocument1.part
[0057]
set hybridbodies1＝part1.hybridbodies
[0058]
sethybridbody1＝hybridbodies1.itemsethybridshapes1＝hybridbody1.hybridshapes
[0059]
set hybridshapesplit1＝hybridshapes1.item
[0060]
set reference1＝part1.createreferencefromobject(hybridshapesplit1)
[0061]
set hybridshapeextract1＝hybridshapes1.item
[0062]
set reference2＝part1.createreferencefromobject(hybridshapeextract1)
[0063]
set hybridshapefactory1＝part1.hybridshapefactory
[0064]
k＝1/n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0065]
for i＝1 to n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0066]
sethybridshapepointoncurve1＝hybridshapefactory1.addnewpointoncurvewithreferencefrompercent(reference1,reference2,k,false)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0067]
…………
[0068]
selection6.clear
[0069]
k＝k 1/n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0070]
next
[0071]
end sub
[0072]
以上程序中，(1)、(2)、(4)为添加的循环语句，(3)中k值为特征点的比率。n为在交线上所取特征点的数量。
[0073]
运行此程序后即可以在catia图中生成n个特征点的展开点，运行结果如图6所示。
[0074]
实际当中，交线的位置是分布在不同的裁片上，但为了方便和明确交线的分布，宏运行后所有展开点均反应在一个裁片上。用样条曲线连接这些点，再借助cad，将交线移至相应的裁片上，即可得到各部件交线，如图7所示。
[0075]
实施例：
[0076]
运用此发明方法，进行了飞艇交线展开，见图8。飞艇软式气囊三维分片图见图9、交线展开见图10、交线结果见图11。
[0077]
根据本项发明，采用catia二次开发方法，通过宏录制，获取制图过程中的vbscript脚本语言，并进行相应修改如下。
[0078]
language＝"vbscript"
[0079]
sub catmain()
[0080]
set partdocument1＝catia.activedocument
[0081]
set part1＝partdocument1.part
[0082]
set hybridbodies1＝part1.hybridbodies
[0083]
sethybridbody1＝hybridbodies1.itemsethybridshapes1＝hybridbody1.hybridshapes
[0084]
set hybridshapesplit1＝hybridshapes1.item
[0085]
set reference1＝part1.createreferencefromobject(hybridshapesplit1)
[0086]
set hybridshapeextract1＝hybridshapes1.item
[0087]
set reference2＝part1.createreferencefromobject(hybridshapeextract1)
[0088]
set hybridshapefactory1＝part1.hybridshapefactory
[0089]
k＝1/n
[0090]
for i＝1to n
[0091]
sethybridshapepointoncurve1＝hybridshapefactory1.addnewpointoncurvewithreferencefrompercent(reference1,reference2,k,false)
[0092]
…………
[0093]
selection6.clear
[0094]
k＝k 1/n
[0095]
next
[0096]
end sub
[0097]
利用上述程序，生成裁片交线，飞艇气囊与副气囊裁片交线见图12，生产出的飞艇软式气囊见图13。
[0098]
以上实施例仅用于说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。