基于知识的导弹结构样机建模技术研究
                                                            马光浩
                                          (江南机电设计研究所，贵州 贵阳  550009)
    导弹结构样机是对导弹结构完整性的数字化描述。基于CATIA设计平台进行了导弹结构样机建模技术研究，包括基于外形骨架模型的自顶向下装配技术、基于参数化设计的导弹结构资源库建库、导弹结构基于模型的定义等。将专业的结构设计知识融入到设计平台中，提高了数字化设计技术在导弹结构设计工作中的应用水平。


   高速、高机动飞行使导弹结构面临大过载、高气动热的工作环境，严酷的应用环境对导弹结构提出了更高要求，轻质化、一体化、小型化发展趋势使导弹结构设计、协调的复杂程度越来越高，工作量也越来越大［1］。在时间、经费、人力有限的情况下，传统的导弹结构研制方式迫切需要改进。将虚拟样机技术引入导弹结构设计工作中，是缩短研制周期、提高设计质量的重要手段。通过建立导弹结构样机，能够实现结构专业与总体、气动、载荷、电气等专业的协同设计，为实现设计、仿真、制造一体化提供支撑［2］。在应用三维CAD软件进行导弹结构设计时，如何快速建立导弹结构样机完成结构设计迭代、协调，成为提高导弹结构设计质量与效率的关键。
CATIA是达索公司推出的CAD/CAE/CAM一体化设计软件，广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶制造等行业。本文基于CATIA设计平台进行导弹结构样机建模关键技术研究，将导弹结构设计中涉及的专业知识、经验融入其中，以实现导弹结构的快速设计。

1基于外形骨架模型的导弹结构装配设计
    导弹结构设计包括弹体结构设计、设备安装与布线设计、总装设计、与发射架或发射筒的对接设计等。在设计初始阶段，结构方案通常经过多轮协调以及迭代，传统方法多通过二维图纸进行协调、迭代。复杂空间关系分析、质量特性分析等工作往往工作量大、费时费力、效率很低。本文提出基于外形骨架模型的导弹结构装配设计，以实现基于三维模型的设计、协调、更改。基于外形骨架模型的装配设计流程如图1所示。
结构总体方案设计阶段：在全弹结构样机装配模型树下，建立包含导弹理论外形、部位安排、弹上设备布局、支撑吊挂位置等信息集合的特殊零件模型，即外形骨架模型。基于外形骨架模型，进行导弹结构的3D布局参数化设计以及结构方案协调优化及性能评估。
结构详细设计阶段：基于外形骨架模型确定的设计参数（舱体壁厚、涂层厚度、接口位置等）进行导弹各舱段、舵面、整流罩、连接件的结构设计，导弹结构零部件同外形骨架模型建立起一一对应的装配关系或参考关系，以实现基于外形骨架模型的自顶向下装配设计。
CATIA软件的装配设计模块功能强大，能够实现装配环境下的零部件详细设计及检查分析，通过外形骨架模型的建立能够简化装配关系，并通过参数更改实现整个导弹结构模型的快速变更，利于提高设计效率，节省设计时间［3-4］。

2基于参数化的导弹结构设计资源库
    导弹结构包括舱体、翼面、整流罩、操纵机构、吊耳等，其设计具有专业化特点。在结构设计过程中，常涉及到专业的、典型的结构特征、机构，如舱段各种连接特征、操纵机构样式、舵面折叠机构形......

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作者简介：马光浩（1983—），男，山东淄博人，江南机电设计研究所工程师，主要研究方向为结构数字化设计与制造。



（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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