加强框和梁类零件CATIA建模方法研究

核心提示：现代飞机机身的加强框、梁等主承力构件，一般都采用模锻件机加制造，加强框和梁类零件CATIA建模方法研究，属于比较难以加工的非常重要的大型零件，加强框的外形多为环形或双环形，探索并掌握了许多建模技巧，基本解决了此类零件的建模问题，梁的外形多为沿机身纵向的直线形，加强框和梁上一般都布置有承受集中载荷的耳片接头

现代飞机机身的加强框、梁等主承力构件，一般都采用模锻件机加制造，属于比较难以加工的非常重要的大型零件。加强框的外形多为环形或双环形，梁的外形多为沿机身纵向的直线形，加强框和梁上一般都布置有承受集中载荷的耳片接头。为提高结构效率，框、梁的剖面多为"工"字形。在工程上，一般将上、下翼缘分别称为外缘条和内缘条，中间的平板称为腹板，腹板上每隔一定距离而设置的用于提高腹板临界剪切应力的立柱称为筋条。框、梁的缘条与外侧蒙皮搭接的宽度称为缘条宽度，内、外缘条高度方向的厚度尺寸一般称为缘条厚度。

为了满足重量、强度和结构布局等一系列要求，框、梁构件内、外缘条的宽度、厚度以及缘条与腹板的夹角都是随截面变化而变化的。其设计难点是:(1)缘条变宽度;(2)缘条变厚度;(3)缘条与腹板变角度。

传统加强框、梁类零件是依据模线样板制造的，而现在是利用数字化模型数控加工完成的。在利用CATIA软件进行数字化定义时，设计师们发现，由于框、梁处的机身理论外缘的曲率变化不规则，并且框、梁零件的缘条的宽度、厚度和角度相互关联，因此难以准确地实现缘条厚度、宽度尺寸的线性、均匀变化。所以说，在过去的很长一段时间内，如何准确合理定义加强框、梁的数字化模型已成为困扰结构设计师的主要问题。

1 建模原理与方法

典型加强框、梁类零件的典型剖面形状如图1所示。

图1加强框、梁类零件的典型剖面

笔者通过长期对加强框、梁类零件CATIA建模方法的研究，探索并掌握了许多建模技巧，基本解决了此类零件的建模问题。下面分别阐述此类零件的缘条宽度、缘条厚度和缘条角度的建模原理和方法。