1.前言

　　NX被當今許多世界領(lǐng)先的制造商用來(lái)從事概念設計、工業(yè)設計、詳細的機械設計以及工程仿真和數字化的制造等各個(gè)領(lǐng)域，是當前世界主流CAD/CAM軟件之一。洪都航空工業(yè)集團公司是國內探索CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)較早的單位之一。早在70年代初期，就在某飛機研制中建立了飛機的局部外形數學(xué)模型。1987年公司引進(jìn)美國UGII軟件用于K8飛機研制。為了使更多的新品在設計制造中廣泛地應用CAD/CAM技術(shù)，公司從1997到2003年又連續多次從美國UGS公司引進(jìn)了大型CAD/CAM軟件UGII和PDM軟件Teamcenter，裝機量達200多臺，在某高級教練機飛機的研制過(guò)程中，大量采用了UG進(jìn)行數字化與制造。從理論外形建模到結構件、系統部件的三維模型詳細的關(guān)聯(lián)設計取得了良好的效果。

　　從洪都集團以往的實(shí)踐來(lái)看，推廣應用CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技術(shù)，是提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強企業(yè)應變能力和國際競爭能力的必備手段。飛機設計與制造過(guò)程的全過(guò)程采用CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技術(shù)進(jìn)行設計制造對于提高飛機的制造質(zhì)量、縮短飛機研制和批產(chǎn)制造周期具有重要意義。

　　2.相關(guān)性設計的必要性

　　在飛機型號研制過(guò)程中，實(shí)行并行工程是縮短研制周期、加快上市時(shí)間的關(guān)鍵，而并行工程實(shí)行的好與否關(guān)鍵在于從總體氣動(dòng)外形設計與各個(gè)結構詳細設計、各個(gè)結構設計系統與輔助系統之間實(shí)現最大可能的關(guān)聯(lián)設計，甚至產(chǎn)品結構設計與工裝設計之間的最大可能的關(guān)聯(lián)設計。當前該型號的各功能部件設計之間的協(xié)調性主要是靠UG的關(guān)聯(lián)設計WAVE來(lái)保證和進(jìn)行，同時(shí)關(guān)聯(lián)設計模塊UGWAVE的應用還是在PDM的環(huán)境支持下進(jìn)行的。

　　3.自頂向下的WAVE設計方法

　　3.1基本概念

　　控制結構（Controlstructure）：傳遞飛機全局性的參數、外形、基準位置等約束條件至零件進(jìn)行詳細設計的樹(shù)狀結構，在TeamcenterEngineering中體現為產(chǎn)品裝配結構�？梢杂卯a(chǎn)品結構編輯器（PSE）編輯。

　　起始部件（StartPart）：包含零件詳細設計所必需的各種約束條件（即link鏈接關(guān)系）的Ugpart文件。對于不同零件所需的不同約束條件，通過(guò)CopyGeometrytoPart來(lái)包含不同的約束條件，可以通過(guò)引用集的區分不同的幾何體。

　　鏈接零件（LinkPart）：產(chǎn)品結構樹(shù)和控制結構樹(shù)發(fā)生關(guān)聯(lián)的UGPart文件，在其中進(jìn)行詳細設計，使其成為產(chǎn)品結構樹(shù)中的零件或部件。

　　根據以下兩點(diǎn)決定不用CreateLinkPart，而采用CopyGeometrytopart：

　　根據保密要求只能提供必要的基準信息到具體的零件UGPart，而CreateLinkPart會(huì )將基準文件的所有信息一起鏈接到具體的零件UGPart；而采用CopyGeometrytopart可以選擇部分基準信息鏈接到具體的零件UGPart.

　　CreateLinkPart會(huì )將基準文件的所有信息一起鏈接到具體的零件UGPart，這樣會(huì )將多余的基準信息傳遞到具體的零件UGPart，造成基準信息冗余，在進(jìn)行WAVEUpdate時(shí)加大計算機系統負擔；而采用CopyGeometrytopart可以選擇部分基準信息鏈接到具體的零件UGPart，確保具體的零件UGPart的數據量最小，提高計算機處理的效率。

　　StartPart與Part之間的關(guān)聯(lián)：CopyGeometrytopart.從StartPart通過(guò)選用不同的UG對象來(lái)生成不同的LinkedPart.

　　3.2WAVE控制結構體系

　　WAVE的結構體系應采用自頂向下的設計方法，結構體系根據系統的復雜性來(lái)確定。

　　a）各個(gè)WAVE結構采用UGPart來(lái)實(shí)現。（可以用或不用裝配的方式來(lái)體現結構，總體理論外形與子系統理論外形和子系統設計基準不需用裝配的方式來(lái)體現。）

　　b）各個(gè)WAVELINK必須采用自頂向下的鏈接方式。以確保不會(huì )產(chǎn)生循環(huán)鏈接的情況發(fā)生。

　　c）功能級或部件級的WAVE結構中包括本功能或部件的幾何元素和設計基準。

　　d）部件級的WAVE結構并不是必須的。

　　3.3飛機產(chǎn)品結構體系

　　a）零件中所需的設計元素（設計基準和外形曲面）從控制結構（WAVE源）中鏈接。

　　b）原則上詳細設計的零件與零件之間不進(jìn)行WAVE鏈接。如需進(jìn)行WAVE鏈接，應確保不會(huì )產(chǎn)生循環(huán)的鏈接情況發(fā)生。

　　c）幾何體的鏈接原則：統一、清晰。

　　4.WAVE應用在后機身的實(shí)例

　　以L(fǎng)15后機身為例，介紹控制結構的構建方法：

　　a）先在TeamcenterEngineering中構建后機身WAVE總控PSE結構，它與UG中的裝配文件結構保持同步；

　　b）后機身WAVE總控文件L15_RearWAVE_CS由后機身外形鏈接L15_RearFuselage_Link（它是后機身外形是通過(guò)WAVE_Link的

　　方式從理論外形中鏈接的）和L15_RearFuselage_Datums后機身設計基準（后機身中所用的設計基準在此文件中創(chuàng )建）組成；其中文件L15_RearFuselage_Link和L15_RearFuselage_Datums是后機身子系統級控制。

　　根據建模功能需要，可以建立功能級WAVE結構控制，如：

　　L15_RearFuselage_Kuang2后機身框內形控制

　　L15_RearFuselage_CH后機身長(cháng)桁控制

　　L15_RearFuselage_CM后機身艙門(mén)控制

　　L15_RearFuselage_HBT后機身后邊條控制

　　L15_RearFuselage_LBL后機身兩邊梁控制

　　L15_RearFuselage_CWZL后機尾垂整流包皮控制

　　L15_RearFuselage_KG后機身口蓋

　　L15_RearFuselage_Kuang1后機身框外形控制

　　L15_RearFuselage_Datum_C后機身長(cháng)桁設計基準

　　L15_RearFuselage_wpk發(fā)動(dòng)機尾噴口控制

　　由于后機身艙門(mén)包括了前艙門(mén)，中艙門(mén)，后艙門(mén)以及有許多鎖扣位置，隔板，桁條等結構，針對后機身艙門(mén)控制的復雜性，還可以創(chuàng )建部件級的WAVE控制結構。

　　L15_RearFuselage_CM后機身艙門(mén)控制

　　L15_CM_CH_AXIS_LINE

　　L15_RearFuselage_CM_HCM

　　L15_HCM_xiaxie_36_37

　　L15_HCM_xiaxie_37_38

　　L15_HCM_xiaxie_38_39

　　L15_RearFuselage_CM_xincai

　　L15_RearFuselage_CM_zxc_1_2

　　L15_RearFuselage_CM_zxc_2_3

　　L15_RearFuselage_CM_zxc_3_4

　　L15_RearFuselage_CM_zxc_4_5

　　L15_RearFuselage_CM_xincai_1_2

　　L15_RearFuselage_CM_xincai_2_3

　　L15_RearFuselage_CM_xincai_3_4

　　L15_RearFuselage_CM_xincai_4_5

　　通過(guò)上面幾種方法將各級控制幾何和設計基準構造出來(lái)：將整個(gè)后機身各個(gè)子系統、功能結構和部件結構的裝配傳遞關(guān)系明晰出來(lái)，將公共幾何在控制結構中構造出來(lái)，形成詳細設計的基礎。

　　5.后記

　　通過(guò)實(shí)際項目的實(shí)踐，我們充分體會(huì )到了UG/WAVE的強大功能，以及對實(shí)際工程問(wèn)題的適應性；如：

　　a）WAVE符合我們傳統設計過(guò)程中的自頂鄉下的設計思路和設計方法；即先進(jìn)行總體布置，再進(jìn)行子系統和部件及零件設計；

　　b）由于根據總體布置設計、打樣設計階段和詳細設計階段的需求設計了整個(gè)WAVE結構，使任務(wù)分發(fā)成為可能；在設計過(guò)程中，設計主管負責WAVE結構的構建和公用幾何、設計基準的建立，并進(jìn)行任務(wù)分發(fā)，一般設計人員進(jìn)行詳細設計；使得大家的職責比較明確，工作比較順利；

　　c）真正用機身的理論外形和設計基準控制了整個(gè)后機身的其他子系統和部件的設計；而且是集中控制，如某個(gè)設計基準需要更改，我們現在只需要更改一個(gè)地方，其它部分均會(huì )自動(dòng)更新；保證整個(gè)后機身結構的一致性，避免錯誤；

　　d）由于在后機身設計中有大量的公用幾何體，采用WAVE結構后，節省了大量的重復建模時(shí)間，且保證公用部分模型的一致性；也節省以后修改的時(shí)間；大大提高了設計的效率；

　　e）WAVE的設計思路比較清晰，可以作為樣板供以后的項目參考使用；

　　f）為保證用WAVE方式設計的零部件能夠更新，要求必須用參數進(jìn)行建模，建模過(guò)程比須清晰，也迫使大家提高了建模的水平；

　　我們將進(jìn)一步研究WAVE的應用技術(shù)，爭取實(shí)現整機的關(guān)聯(lián)設計和并行設計；為進(jìn)一步提高的我國航空工業(yè)水平出一份力。