CAD课程设计报告-飞机机翼建模

CAD课程设计说明书飞机机翼建模 院 系 航空航天工程学部（院） 专 业 飞行器设计工程（空间） 班 号 204030601 学 号 姓 名 指导教师 沈阳航空航天大学2015年9月 承诺书本人声明所呈交的课程设计说明书是本人在导师指导下进行的设计工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得沈阳航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权沈阳航空航天大学可以将论文的全部或部分内容进行存档，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。（保密的论文在解密后适用本承诺书） 作者签名： 日 期： 摘 要课程设计目的在于培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。本文对飞机机翼进行了相关的设计、绘制和装配。这次课程设计持续三周，我花费了很多时间来学习，我在这里学到了很多，也提高了我的口语能力，我用CATIA进行绘制并进行合理的调整。最后完成了此次课程设计。关键词：CATIA,飞机机翼ABSTRACT The Course Exercise aims to train the ability of students comprehensive use of the knowledge, discovery, analyzing and solving practical problems.My Course Exercise is about Aircraft wings, which include designing, drawing and assemblage.This Course Exercise lasted three weeks, using CATIA software to draw aircraft wings and make reasonable adjustments .In these three weeks, I spend most of my time on studying, I learned a lot from this Course Exercise, which increase my spoken English, ability of designing and innovation.And then I finished The Course Exercise.Key words: CATIA, Aircraft wings目 录摘要.ABSTRACT.目录.LIST OF FIGURES.缩略词.第一章 绪论.1 1.1 引言.1 1.2 飞机机翼简介.1第二章 零件绘制.3 2.1 机翼外形及蒙皮的绘制.3 2.2 副翼绘制.6 2.3 副翼后缘的绘制.8 2.4 副翼后墙的绘制.9 2.5 翼肋的绘制.10 2.6 副翼塑模绘制.12第三章 装配.14 3.1 副翼的装配.14 3.2 机翼整体装配.14第四章 总结.17参考文献.18致谢.19LIST OF FIGURES图2.1 机翼外形草图.3图2.2 机翼外形轮廓图.3图2.3 机翼整体蒙皮图.4图2.4 部分蒙皮.4图2.5 进行拉伸与分割后的机翼.5图2.6 最终的机翼外形及蒙皮.5图2.7 副翼草图.6图2.8 副翼1.6图2.9 副翼2.7图2.10 副翼3.7图2.11 副翼4.7图2.12 副翼5.8图2.13 副翼6.8图2.14 副翼外缘.9图2.15 副翼后墙草图.9图2.16 副翼后墙.10图2.17 第一条肋.10图2.18 第二条肋.11图2.19 第三条肋.11图2.20 第四条肋.11图2.21 第五条肋.12图2.22 第七条肋.12图2.23 副翼塑模.13图2.24 副翼装配图.14图2.25 无蒙皮机翼图.15图2.26 组装好的机翼图.15图2.27 三视图.16缩略词缩略词英文全称CADComputer Aided DesignCAMComputer Aided ManufacturingCAEComputer Aided Engineering第一章 绪论1.1 引言（一级标题）CATIA是法国Dassault System公司旗下的CAD/CAE/CAM一体化软件，Dassault System 成立于1981年，CATIA是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的缩写。在70年代Dassault Aviation 成为了第一个用户，Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企业，其产品以幻影2000和阵风战斗机最为著名。从1982年到1988年，CATIA 相继发布了1版本、2版本、3版本，并于1993年发布了功能强大的4版本，现在的CATIA 软件分为V4版本和 V5版本两个系列。V4版本应用于UNIX 平台，V5版本应用于UNIX和Windows 两种平台。CATIA如今其在CAD/CAE/CAM 以及PDM 领域内的领导地位，已得到世界范围内的承认。其销售利润从最开始的一百万美圆增长到现在的近二十亿美元。雇员人数由20人发展到2，000多人。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。在世界上有超过13,000的用户选择了CATIA。CATIA 源于航空航天业，但其强大的功能已得到各行业的认可，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。CATIA 的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行业内的领先地位。飞机机翼简介机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。由于飞机是在空中飞行的，因此和一般的运输工具和机械相比，就有很大的不同。飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻，机翼自然也不例外，加之机翼是产生升力的主要部件，而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下，因此所承受的载荷就更大，这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷，同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。第二章:零件绘制机翼主要由副翼，肋，副翼后缘，蒙皮等几部分组成。机翼外形及蒙皮绘制首先进入创成式外形设计，然后编辑公式，之后进入草图绘制，运用直线绘制机翼的轮廓，长650mm，宽面宽430mm，窄面宽225mm。再进行尺寸标注和约束，绘制完成如图2.1。图2.1 机翼外形草图其次创建两条样条线，再进行旋转平移和缩放，接着进行相交等一系列操作，最后得到了机翼外形轮廓图，如图2.2所示。图2.2 机翼外形轮廓图接着绘制机翼整体蒙皮，运用多截面曲面命令，绘制完成如图2.3所示。图2.3 机翼整体蒙皮接着绘制部分蒙皮，先将多截面曲面1隐藏，再绘制草图，创建平面，并绘制多截面曲面2、3和4，绘制完成如图2.4所示。图2.4 部分蒙皮再进行拉伸与分割，完成之后如图2.5所示。图2.5 进行拉伸与分割之后的机翼最后将没有必要的东西隐藏，再将整体蒙皮显示出来，得到了最终的机翼外形及蒙皮，如图2.6所示。图2.6 最终的机翼外形及蒙皮2.2 副翼的绘制首先进行草图的绘制，接着进行尺寸的标注及约束，如图2.7所示。图2.7 副翼草图接着绘制凸台，厚度为2mm，最后的副翼如图2.8所示，按照同样的方法绘制5个。除了尺寸外都一样，绘制完成如下面图图2.8 副翼1图2.9 副翼2图2.10 副翼3图2.11 副翼4图2.12 副翼5图2.13 副翼62.3 副翼外缘的绘制首先，绘制草图，之后运用曲面与曲线，绘制完成，再把曲面与曲线隐藏，得到了最后的副翼外缘图，如图2.14所示。图2.14 副翼外缘 副翼后墙的绘制首先进行草图绘制，标注尺寸进行约束，完成后如图2.15所示。图2.15 副翼后墙草图接着绘制凸台，厚度为2mm。再进行几何图形绘制，并将其平面、曲线和曲面隐藏，最后得到的副翼后墙如图2.16。图2.16 副翼后墙 翼肋的绘制首先绘制第一条肋，先进行草图绘制，再绘制凸台，厚度2mm，再进行几何图形绘制，接着隐藏平面、曲线、曲面，得到第一条肋，如图2.17所示。图2.17 第一条肋接着用同样的方法绘制剩下几条肋绘制完成如下面几图所示图2.18 第二条肋图2.19 第三条肋图2.20 第四条肋图2.21 第五条肋第六条 肋与第五条肋完全一样，接下来为第七条肋图2.22 第七条肋2.6 副翼塑模的绘制主要运用多截面曲面命令，绘制完成如图所示。图2.23 副翼塑模第三章 装配3.1 副翼的装配装配图是将已经绘制好的三维零件图形，通过相合约束、接触约束、偏移约束等约束条件，将其组装形成一个最终的部件三维图。根据机翼的各个部件的关系使用相应约束。首先点击开始机械设计装配设计。进入装配设计工作台。再将做好的6个副翼及副翼后墙，副翼塑模，副翼后缘导入。之后进行装配。首先将副翼1.副翼2、副翼3与副翼塑模进行装配，之后再副翼4、副翼5、副翼6、后墙及塑模，装配完成如图2.24所示。图2.24 副翼的装配机翼整体的装配与副翼的装配类似，点击开始机械设计装配设计。进入装配设计工作台。将之前做好的副翼，机翼外形及蒙皮，肋导入，可以先将机翼蒙皮隐藏，便于操作，组装好的机翼如图2.25所示。图2.25 组装好的没有蒙皮的机翼之后将蒙皮显示，得到最后的机翼。如图2.26所示。图2.26 组装好的机翼图2.27 三视图第四章 总结这次大作业，终于完成了飞机机翼的建模。工欲善其器，必先利其器，我首先去图书馆借了一本CATIA曲面教程，对照书中的小例子，我熟悉了许多曲面工具，之后我就构想出了建模的步骤，才可以得心应手。但由于曲面较复杂，在建模过程中出现了许多意想不到的问题，我都通过换工具，简化模型等方法解决了。完成后仍有许多曲面衔接的不是很光滑，倒圆角也存在问题。但这次课设给了我极大的锻炼。通过这次课设，我学到了许多在CATIA方面以前不会的知识，增强了我曲面建模能力，希望以后仍有这样的作业锻炼的我的能力。参考文献1丁仁亮，CATIA V5基础教程,机械工业出版社，2008。2王锦，CATIA V5无师自通之曲面设计，北京航空航天大学出版社，2007。致 谢本文是对我本科学位期间研究工作的一个总结。首先，我要衷心感谢我的导师杨靖宇教授，本论文的大部分研究工作都是在他的直接指导下完成的。通过这次自己做大作业，学会了很多课本上没有的东西，锻炼了自己的各方面能力。