本科毕业设计论文
4.可视化协同设计
随着各零部件三维模型的生成，装配模型的规模会迅速增大，以至于给计算机的性能提出更高的要求。为了减轻大型复杂产品的装配设计对硬件的压力，数字样机技术就采用一种支持大装配的可视化协同设计技术，即将分布在异地的零部件3D数据，通过“剥皮”技术将零部件表面的几何信息提取用于装配设计，可压缩原来的3D数据，同时它还能基本保证3D数据的不失真。 本文中将使用CATIA V5 R18进行起落架的零件建模与装配。
3.2 CATIA V5简介
CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子/电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA 提供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。包括:从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。其主要用户群为全球70%的航空业、汽车及运输业(克莱斯勒、大众等)、普通消费品(可口可乐、索尼)及电子电器、造船及厂房设计等。
CATIA V5版本是IBM和达索系统公司长期以来在为数字化企业服务过程中不断探索的结晶。CATIA V5是在Windows NT平台和UNIX平台上开发完成的，并在所有所支持的硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持。CATIA V5可以使企业与其用户更加紧密地进行交流与协作，并随着PLM整个过程所涉及更大范围的功能的增加，将会缩短企业的产品上市时间，降低成本，提高企业的竞争力。
CATIA的操作简单易学，熟悉Office的人都可以在CATIA的工作界面下找到相似的地方，例如用户可以很方便的运用鼠标对对象进行移动、复制、粘贴等。在CATIA的开发过程中应用了很多先进技术，比如C++、Java、STEP-SDAI、Visual Basic等，能够自行开发设计出各种功能[9]。
本课题所用的CATIA V5 R18版本，共有13个模块，如表3.1所示：
表 3.1 catia V5 R18 功能模块
序号 1 3 5 7 9 模块名称 基础结构模块 曲面造型模块 AEC工厂 数字模拟 数字制造工艺 序号 2 4 6 8 10 模块名称 机械设计模块 分析与仿真 NC制造 设备与系统 VNC 本科毕业设计论文
11 13 人体工学设计与分析 ENOVIAV5VPM 12 知识工程 在本文中，建立起落架模型时主要使用了机械设计模块中的Part Design和 Assembly Design模块。下面简单介绍这两个模块： 1.零件设计(Part Design)功能
零件设计提供二维草图延伸到三维实体的各种功能，如Loft、旋转成形或扫掠等方式，让平面图形成为三维实体。在可在成形的三维实体上进行挖洞、转孔或倒角等工作。还可建立不同于XY、X、、ZX基准平面的新平面，作为草图所在的平面。
2.装配设计(Assembly Design)功能
一个产品通常都是由多个以上零件组成，简单的产品可能是许多零件组成的单一的装配件，复杂的产品由许多次装配组成，而这些装配有时由其他次装配或零件所构成。装配设计单元的作用就是将零件通过约束条件组合，建构完整的产品，并且可以对此产品进行标注与放置几何特征的操作。装配的重点在于如何适当地利用约束，并掌握自由度（Degree of Freedom）的概念，建立起一个正确装配的产品。
3.3起落架数字样机
目前，数字化产品开发技术已经在航空、汽车、船舶以及一般工业等领域得到了广泛的应用。数字化产品开发技术涉及并行工程、虚拟制造、知识工程和计算机仿真等领域知识。特别是，目前我国的各航空研究所已经在飞机的数字化设计技术领域迈出来一大步。
由于起落架系统相对于飞机全机、汽车等产品较为简单，所包括的零件数量相对较少，所以只需在CATIA V5的平台上建立零件模型，再利用CATIA软件自身所带的Assembly对起落架收放系统进行虚拟装配，下一章中再将起落架的CATIA模型导入LMS,在LMS中进行运动学与动力学仿真分析。
3.3.1.零件建模
A. A320前起落架建模
以A320前起落架为参考建立模型。由于起落架结构的复杂性，通过对起落架各个构件的分析及结合本课题的内容，将前起落架收放系统模型进行简化，由于资料的缺乏，A320起落架的具体参数不得而知，我们只能利用仅有的资料尽可能模拟各个构件都真实的尺寸和形状。具体的模型零部件名称如表3.2:
表3.2 前起落架零部件列表
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序号 1 4 7 10 13 名称 外筒 斜支柱1 接头2 前轮轴 前机轮 序号 2 5 8 11 名称 活塞杆 斜支柱2 锁支柱1 上扭力臂 序号 3 6 9 12 名称 主支柱 接头1 锁支柱2 下扭力臂 在CATIA软件的环境下，进入零件设计模块，根据起落架各个组成部分图纸的设计要求，对各个构件进行建模。建立的起落架的零件如图3.1：
1.外筒 2.活塞杆
图 3.1 前起落架零件图
3.主支柱 4.斜支柱1
5.斜支柱2 6.接头1
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7.接头2 8.锁支柱1
9.锁支柱2 10.前轮轴
图 3.1 前起落架零件图(续)
11.上扭力臂 12.下扭力臂
13.前机轮
图 3.1 前起落架零件图（续）
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B.A320主起落架建模
将主起落架收放系统模型简化成以下几个部分，具体的模型零部件名称如表3.3:
表 3.3主起落架零部件列表
序号 1 4 7 10 13 16 19 名称 外筒 中接头 斜支柱2 锁支柱2 锁接头 下扭力臂 后机轮 序号 2 5 8 11 14 17 名称 活塞杆 转轴1 转轴2 锁外筒 后轮轴 上扭力臂2 序号 3 6 9 12 15 18 名称 支柱 斜支柱1 锁支柱1 锁活塞杆 上扭力臂1 小撑杆 在CATIA软件的环境下，进入零件设计模块，根据起落架各个组成部分图纸的设计要求，对各个构件进行建模。建立的起落架的零件如图3.2：
1.外筒 2.活塞杆
3.支柱 4.中接头