基于catia超级副本的交互式参数化建模

《基于catia超级副本的交互式参数化建模》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于CATIA超级副本的交互式参数化建模撰文/中航工业贵州贵航飞机设计研究所姚旭赵荣本文主要叙述了一种基于CATIA超级副本的交互式参数化建模方法，其主要内容是通过人机对话的方式，在可视化交互的界面中进行设计输入，软件自动对用户输入的尺寸、几何元素等类型参数进行处理，得到完整模型的建模方法。通过该方法，可以免去枯燥、乏味的建模过程，极大地提高设计效率。一、引言对于大型复杂产品，设计过程中经常会遇到“相似零件”的重复建模问题。所谓“相似零件”就是构造特征相同，但参数不同，例如飞机结构中机身的钣金隔框、长桁，机翼的肋等零件，其构造特征相同，但构造参数随着外形及站位变化而变化，零件也各不相同

2、。大型复杂产品一般会有大量的“相似零件”，“相似零件”必须进行单独建模，也就是重复建模。建模时除输入的数据不同外，其余的操作都是相同的，重复操作的比重很大，这种重复操作不仅枯燥乏味，而且效率低。CATIA软件提供了一种叫做“超级副本”的功能，使用超级副本功能，可剔除上述重复操作，大大提高设计效率。二、用CATIA软件中的超级副本建模1.超级副本功能实质CATIA的超级副本功能是参数化设计技术的拓展，实质是参数化和“宏”的有机结合。即在交互式环境中输入“相似零件”的参数，“宏”调用输入的参数，批处理建模操作过程，自动生成零件模型。CATIA软件中的超级副本功能，由于介绍该功能的资料较少，

3、掌握和使用这个功能的设计人员也较少。而在实际应用中这种基于参数化的功能在某些复杂产品建模中可发挥巨大的作用，极大地提高建模效率。在大型复杂产品设计中，“相似零件”很多，传统的做法就是重复单独建模，设计效率大打折扣。改良的做法是应用标准件库、零件库以及参数化设计技术来解决重复性建模问题。随着计算机软件在结构设计中的普及，参数化建模问题日益突出，如果能更好地做到全参数化控制模型，将会给设计工作带来极大的便利，大大提高工作效率。2.超级副本操作及原理介绍CATIA的超级副本功能适用于“相似零件”建模。因此，首先要分析“相似零件”的构造逻辑关系，以确定其输入参数结构，参数可以是尺寸、点、直线、

4、曲线、平面和曲面等几何参数、矢量参数等元素或信息。其次，是预制强壮模型，预制强壮模型是一个具有建模过程简洁、拓扑合理、数据量小且适应范围广的Part文件。第三，调用超级副本功能，在CATIA软件的“零件设计”状态，打开“产品智能模板工具栏”，工具栏中包含：“创建超级副本”、“创建用户特征”和“创建文档模板”等创建副本的命令；“从文档实例化”和“从选择实例化”执行副本的命令。超级副本在接收设计输入数据后，通过事先设计好的建模顺序和逻辑关系自动生成模型——“宏”处理。超级副本的原理参如图1所示。有几点值得注意：（1）在使用超级副本时，设计输入必须符合零件要求，不得超过副本程序所允许的范围，

5、针对副本程序输入信息必须合理，否则软件会报错或无法得到正确结果。（2）在使用超级副本时，应在当前设计环境中，引用外部种子模型，系统会根据副本模型的输入输出对当前设计环境的输入元素进行逻辑运算，得到和副本相同类型的输出数据。（3）超级副本程序是通过对“相似零件”的构造进行分析、优化而预先精心构建的强壮模型，强壮模型是指运用易于系统识别的运算法则所建的模型。通常建模的手段和途径很多，不同建模方法可以得到相同的结果，但不是所有的运算方法都容易被系统识别。在使用不易识别的操作，如草图中的偏移、投影，提取实体的曲面、曲线等操作时会导致系统识别错误，在模型输入元素替换时无法更新。三、应用实例某射电

6、望远镜反射面根据主动控制规律的使用要求将反射面分割为上千个三角形单元，每个三角形单元边长约12米，同时，在每个三角形单元内部又分割为若干个小三角形单元，小三角形单元种类繁多、数量巨大。笔者在参与该项目的设计工作中，用户给定了反射面的小三角形单元的顶点位置，需要对所有三角形单元建模绘图。若单纯从以尺寸变量来驱动参数化建模，需要对相关尺寸进行计算并整理，且需一一对应，对于成千上万个模型来说，该建模工作很单调，且容易造成尺寸混淆，因此需要形成新的有效率的建模思想。图2为众多三角形单元中的一块，内部共包含91个三角形小单元，共28种类型，如果针对每一个小板块进行手动建模，会耗费大量的时间，操作

7、过程中容易出错，模型质量难以保证。利用软件的设计输入“替换”原理可以提高建模速度和模型质量。经分析，这些三角形板块有四种结构构型：（1）大三角形顶点的三个小板块；（2）大三角形三条边上的小板块；（3）内部的三角形板块；（4）内部临孔处的三角形板块。针对这四种构型分别制作4套超级副本，在已给出的点上进行“克隆”操作。以第4类小三角板的超级副本制作为例，介绍超级副本的制作和使用。首先判断模型基于哪些几何元素和参数，本案例中三角板是由3个顶点和临孔处