基于MBD的飞机结构件重量计算

刘木君+张石柱

摘 要：文章基于MBD的三维数字化设计方法，利用CATIA软件的参数化功能及二次开发，提出飞机结构件重量计算及统计新的实现方法，该方法可以大幅度减少设计工作量，提高工作效率，提高重量计算结果的准确性，进而缩短产品的研发周期。

关键词：重量计算；MBD；建模；参数化

1 概述

传统的飞机结构件重量计算，采用人工计算或估算的方式，近些年随着CATIA三维设计软件的普遍应用，已多采用软件测量的方式，但仍离不开工程设计人员的人工过程。文章在传统的重量计算方法上，提出基于MBD的重量计算实现方法。

2 零件重量计算

2.1 零件建模

所有结构零件应当建立基于CATIA的三维数模，零件数模要真实准确，应具备所有细节特征，如圆角、加强槽、减轻孔、下陷、凸台等。有闭角残余的机加件，需按布尔运算去材料的方式建模以实现闭角残余的特征。钣金件尽量采用钣金模块进行建模，钣金特征需符合标准。

2.2 零件重量计算方法

在完整的零件生产周期内，零件重量计算除考虑原材料、加工的影响，还应考虑二者的公差，此外，表面处理、底漆处理也会带来重量变化。因此，完整的重量计算公式修正如下：

W=smartVolume（零件几何体`）*ρ*K+smartWetarea（零件几何体） *n+W1

W1=smartWetarea（零件几何体） *m

式中：W-零件重量；W1-零件底漆重量；K-公差修正系数；ρ-零件材料密度；n-表面处理面密度；m-漆层面密度。

实际使用中，将上式定义至模型内，可自动与零件三维模型关联，获取正确的模型体积与表面积数据。零件材料密度ρ与材料库数据关联，在定义模型材料时自动获取材料密度值。……