CN103310032A - 一种基于参数化构件的飞机结构设计方法 - Google Patents

Abstract

一种基于参数化构件的飞机结构设计方法：用参数化构件表述飞机结构中的典型零件，构件中包含结构的几何信息和非几何信息；所述参数化构件是对飞机设计中常用零部件进行归纳整理而形成的、包含几何及非几何属性数据信息的三维数字化模型。与现有技术相比，本发明所具有的优点和效果:1）有助于规范产品数字化定义过程；2）为统一模型关联系统的实现奠定基础。本发明提供了一种飞机结构典型零件的构件定义方法并以此组建飞机的构件库系统，使飞机产品数字化定义过程规范化，为飞机设计各辅流程的仿真分析和优化提供功能、性能模型数据基础，保证几何样机、功能样机/性能样机间数据的协调一致，提高了飞机的设计质量、缩短了研制周期。

Description

一种基于参数化构件的飞机结构设计方法

技术领域

本发明涉及飞机结构设计技术领域，特别提供了一种基于参数化构件的飞机结构设计方法。 

背景技术

随着CAD技术的不断深入应用，随着CAD技术越来越成为飞机设计部门必不可少的工具。设计人员需要解决使用CAD完成产品三维实体模型之前的参数确定问题——设计。如果CAD技术不能参与产品参数的确定，那么CAD技术在设计中的应用仅仅是设计结果的描述，并不是真正意义上的设计。CAD系统要参与产品的设计过程，设计过程的模型构造就成为关键。这一模型应能适合CAD/CAE等系统的数据要求，符合专业设计流程的描述。为此，国外各大著名的CAD系统在实现CAD基本功能的基础上，纷纷将CAE技术引入到各自的CAD系统中来，或者向各个CAE系统提供数据接口，期望实现CAD与CAE的集成，满足工程设计需要，这是现有的主流CAD系统的通常做法。目前在零件的实体分析方面，CAD与CAE技术可以实现无缝的集成，但如何解决航空薄壁结构的无缝集成，即解决CAE模型的几何类型与CAE模型几何类型不协调的问题，成为影响CAD与CAE无缝衔接的关键，现有技术还无法解决。 

人们迫切希望获得一种技术效果优良的基于参数化构件的飞机结构设计方法。 

发明内容

本的目的是提供一种技术效果优良的基于参数化构件的飞机结构设计方法。本发明的目的就是为了解决以上问题，提供基于参数化构件的飞机结构设计方法。以此组建飞机的构件库系统，使飞机产品数字化定义过程规范化，为飞机设计各辅流程的仿真分析和优化提供功能、性能模型数据基础，保证几何样机、功能样机/性能样机间数据的协调一致，最终实现提高飞机的设计质量、缩短研制周期的目的。 

本发明一种基于参数化构件的飞机结构设计方法，其特征在于：用参数化构件表述飞机结构中的典型零件，构件中包含结构的几何信息和非几何信息；所述参数化构件是对飞机设计中常用零部件进行归纳整理而形成的、包含几何及非几何属性数据信息的三维数字化模型。在应用中，利用构件实例化生成多个结构件。通过模型简化，提炼结构件中的属性信息，自动生成结构有限元模型。 

所述参数化构件按飞机数字化设计阶段划分的要求，分为4个级别，分别对应方案设计、打样设计、装配设计和详细设计；其中： 

1级构件用于方案设计阶段，是全参数化的模型；2、3、4级构件是在1级构件的基础上，根据不同设计阶段的要求，逐渐补充、完善和成熟，最终得到可用于制造的产品数字化模型；2、3、4级构件反映了产品数字化定义逐渐成熟的过程，主要用于设计人员对设计过程的了解和学习，同时可在构件实例的基础上，对其进行修改，用来满足新的设计任务的要求。与2-4级构件相关的知识更加丰富，并集成了工程常用的设计工具，帮助设计人员进行初步的设计分析。 

对于1级构件而言还满足下述要求： 

“构件”是严格按照三维产品数字化建模规范建立的、包含零件各种属性的参数化的某一类典型零件；当在CATIA环境下完成构件的属性、参数定义后，则能够根据对构件属性和参数的定义生成一个构件的实例，即产品数字化定义结果并置于PDM的全面管理之下； 

“构件的属性”包含几何和非几何属性；其中：几何属性都是参数化的，用于形成三维实例，几何属性具体分为两类，一类是构件的定位参数，如外型曲面、构件定位平面等，另一类是构件的截面形状参数，如厚度、宽度等；构件的非几何属性主要用于描述构件的功能和性能属性，为模型统一关联系统建立功能、性能样机提供基本数据；非几何属性的定义随着构件的不断成熟，其内容逐渐完善。 

构件属性数据是预先定义的构件数据，包括构件的定位数据、截面几何数据、构件的重量系数、构件的可简化单元。在构件统一数据中，需要对构件的几何定位参数、构件的截面特性（几何形状、截面参数）、构件的重量特性、构件在CAE分析中可选的简化特性进行详细定义，形成构件功能、性能属性描述的最大集。构件属性的完备定义是模型简化系统对构件进行简化的依据，是构件使用和简化模块的数据输入源。另一方面，通过建立构件属性定义，规范构件的简化过程，实现有限元模型的自动生成。构件属性定义与构件几何实体处于绑定状态，如果构件库中的构件实体没有对应的属性定义，则该构件实例化后，构件简化模块将无法识别该实例；如果删除构件库件中的某一构件实体时，则该构件对应的属性定义应被一同删除。 

基于参数化构件的飞机结构设计方法的应用，首先是快速建立产品初步设计模型。利用参数化构件快速进行构件的定义，搭建初步的电子样机。构件调用时，使用建模基准中定义的几何基准，定义构件的定位参数，完成构件空间定位的实例化；利用构件几何参数定义界面，完成构件截面特征参数的实例化定义。通过以上两个过程，完成对构件的调用和实例化，从而实现快速建立产品初步设计模型的目的。在构件的调用过程中，可以使用与构件关联的知识和工程算法，根据初步的设计要求，确定构件的截面尺寸等参数。 

其次是建立仿真基础数据（非几何数据定义）。在构件实例的基础上，定义构件的非几何信息，即构件的功能、性能属性，将定义结果保存到产品数字化模型中（CATIA模型）。模型简化信息的定义是逐步完善的过程，保存在产品数据中的所有属性构成了统一模型数据的基础，不仅包含了面向制造的设计数据，而且包含了面向设计的分析数据。使用统一模型关联系统对这些数据进行提取和加工，则可建立飞机设计各辅流程所需的功能、性能仿真分析模型，实现飞机设计主辅流程的衔接。 

所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的1级构件满足下述要求： 

利用1级构件实例化后形成的数字样机，通过CAE分析和优化设计确定初步的结构设计参数，为重量估算提供基础，对概念论证提出的飞机结构方案进行明确和具体化，最终给出完整的飞机结构总体方案；所述1级构件具体包含内外形曲面、定位基准平面、剖面参数、非几何信息。 

所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的2级构件满足下述要求： 

2级构件是为初步设计阶段服务的；由2级构件形成的数字样机，为飞机的可达性、可维护性、足够的可靠性、人机工程以及支持装备的兼容性等进行尽可能的协调设计；在零部件基本尺寸都已经确定的基础上提供重量指标的详细分解基础，但尚未进行详细的装配和安装设计； 

2级构件不是全参数化的构件，是在1级构件实例化并经过优化设计分析后的基础上，将构件整合/划分为若干组合件/零件，确定结构之间连接关系、工艺分离面、设计分离面、进行初步空间协调设计；具体包含下述设计内容： 

大部件之间连接具体形式设计（如明确机翼与机身之间的某交点为水平对接接头/耳片连接）；纵横骨架构件分段（如梁连续、肋分段；纵横骨架构件之间尚未进行具体连接形式设计，如纵横骨架构件之间没有连接的接头、角盒、角片等）；确定单个构件分段形式、位置（如纵墙内外段对接、套合；骨架构件尚未进行细节设计，如梁、墙、肋等仅有缘条和腹板，没有中间的筋条）；结构件之间的协调定位（如梁缘条下移贴合蒙皮内表面）；口盖位置、开口大小设计；结构件为各系统通路初步开孔（开孔只是挖洞，没有翻边等加强设计）。 

所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的3级构件满足下述要求： 

3级构件是为装配设计阶段服务的；由3级构件形成的数字样机，进行各功能系统与结构、结构与结构间的装配设计，通过检查设计集成的各种状态、干涉和界面对接情况，完成整架飞机的干涉检查，形成最终的系统/结构界面定义，提供重量校核基础；本阶段形成的数字样机相当于传统飞机研制流程中实物样机作用； 

3级构件不是全参数化的构件，是根据装配设计需要，对2级构件进行继续细化、修改和完善并增减相应零组件，完成各功能系统与结构、结构与结构间的最终接口界面设计，其具体包含下述内容要求：构件之间的连接关系设计（如梁、肋连接加角盒、角片等；关键部位紧固件连接部位设计，如与某受力较大的销轴连接的构件的连接局部设计；口盖口框设计）；构件与系统间安装设计（如确定燃油泵在结构件上的安装）；构件与系统之间的干涉设计（结构为系统通路开孔确定）。 

所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的4级构件满足下述要求： 

4级构件是为详细设计阶段服务的；由4级构件形成的最终全机数字样机满足最终的设计载荷，确定零部件最终重量状态，同时满足可制造性要求； 

4级构件不是全参数化的构件，是在3级构件的基础上，修正、完善零件三维模型的局部细节，满足构件所有的设计要求得到的，其具体包含下述内容要求：对构件连接局部具体形状设计、局部加强设计；构件连接细节设计（标准件代号、排列形式、间隙、边距，相关构件可能局部更改）； 构件倒角、倒圆、减轻孔、减轻坑、减轻槽、通油孔、工艺基准孔设计。 

所述基于参数化构件的飞机结构设计方法，其特征在于：“构件”严格按三维产品数字化建模规范建立，通过构件及其伴随知识库能够获得与其相关的设计、工艺、制造知识，在构件使用过程中辅助设计人员完成设计工作；飞机中典型的结构构件可归纳为11类：1）梁、墙；2）肋；3）长桁；4）蒙皮壁板；5）框；6）纵向隔板；7）接头、角盒；8）口盖、口框；9）带板；10）铰链；11）其它。 

根据上述1—4级构件划分方法，将飞机典型零件构件划分为3个层级：11大类（如上段内容所述）、35小类、103种，具体见表1所示。构件对应的几何和截面图见图2～图38所示。 

表1构件清单 

注：表1中“构件序号”一列的含义如下：“A.B.C”表示“大类.小类.种”，例如“7.1.3”代表“第7大类中第1小类的第3种”。 

与现有技术相比，本发明所具有的优点和效果: 

1）本发明有助于规范产品数字化定义过程 

CAD系统为设计人员提供了丰富的造型手段，同样的问题可以通过不同的途径加以解决，因此，产品的数字化定义就存在不规范的问题。几年来的数字化设计经验表明，数字化定义过程的不规范会带来以下两个主要问题： 

第一是设计模型解读难：一个设计人员建立的设计模型，其他设计人员很难解读清楚，如果需要对模型进行更改，设计人员往往会觉得研究清楚模型建立过程还不如重新将模型建立一次；甚至模型设计者在经过一段时间后，要想追溯建模过程也十分困难。 

其次是不能充分利用已有的经验和资源：设计是经验的积累，成功的设计经历了试验和使用的验证，可以保证设计结果满足设计要求，具有良好的工艺、制造性。如果不借鉴已有的零件设计经验，使用成熟的设计结果，零件设计的可靠性、零件的设计质量都需要进行重新验证，零件的制造工艺也需要进行重新审查，影响到工装设备的利用，势必造成已有经验和资源的浪费，不利于经验的积累，不利于实现产品的快速设计。 

通过对现有型号零件形式的分析、归纳，严格遵循建模规范的规定建立参数化、模块化的构件，为实现规范化的产品数字化定义提供了条件。设计人员在设计过程中，从构件库中选取构件，进行产品的初步设计和定 义。当构件库中没有可用的构件时，通过提出建立新构件的申请，在完成对新建构件的设计、工艺、制造等审查后，在构件库中增加所需的构件。通过这样的规定，可以彻底规范模型的数字化定义过程，保证设计质量和制造工艺性。 

2）为统一模型关联系统的实现奠定基础 

使用构件库进行并行产品数字化定义除实现加快设计进度、规范设计过程外，还有一个优点是通过构件中包含的几何、功能、性能数据（非几何数据），利用统一模型关联技术，自动生成飞机各个专业所需的功能、性能仿真分析、优化模型，实现飞机数字化设计流程中主辅流程的集成。因此，构件库系统在进行设计规划时，应该与统一模型关联系统的开发、数据需求等进行充分协调，在主流程的各个设计阶段，不仅完成构件的实例化，而且通过模型简化系统对构件进行简化，为统一模型关联系统提取构件几何、非几何数据奠定基础。 

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明： 

图1为构件层级结构示例图；图2～图38分别为截面代号1～37的构件几何及截面图；图2～图38中的“截面代号”按照顺序依次为1～37，与其对应的集合描述为立体线框图和截面图（或辅助文字描述）。 

具体实施方式

实施例1 

一种基于参数化构件的飞机结构设计方法：用参数化构件表述飞机结构中的典型零件，构件中包含结构的几何信息和非几何信息；所述参数化构件是对飞机设计中常用零部件进行归纳整理而形成的、包含几何及非几何属性数据信息的三维数字化模型。在应用中，利用构件实例化生成多个 结构件。通过模型简化，提炼结构件中的属性信息，自动生成结构有限元模型。 

所述参数化构件按飞机数字化设计阶段划分的要求，分为4个级别，分别对应方案设计、打样设计、装配设计和详细设计；其中： 

1级构件用于方案设计阶段，是全参数化的模型；2、3、4级构件是在1级构件的基础上，根据不同设计阶段的要求，逐渐补充、完善和成熟，最终得到可用于制造的产品数字化模型；2、3、4级构件反映了产品数字化定义逐渐成熟的过程，主要用于设计人员对设计过程的了解和学习，同时可在构件实例的基础上，对其进行修改，用来满足新的设计任务的要求。与2-4级构件相关的知识更加丰富，并集成了工程常用的设计工具，帮助设计人员进行初步的设计分析。 

对于1级构件而言还满足下述要求： 

“构件”是严格按照三维产品数字化建模规范建立的、包含零件各种属性的参数化的某一类典型零件；当在CATIA环境下完成构件的属性、参数定义后，则能够根据对构件属性和参数的定义生成一个构件的实例，即产品数字化定义结果并置于PDM的全面管理之下； 

“构件的属性”包含几何和非几何属性；其中：几何属性都是参数化的，用于形成三维实例，几何属性具体分为两类，一类是构件的定位参数，如外型曲面、构件定位平面等，另一类是构件的截面形状参数，如厚度、宽度等；构件的非几何属性主要用于描述构件的功能和性能属性，为模型统一关联系统建立功能、性能样机提供基本数据；非几何属性的定义随着构件的不断成熟，其内容逐渐完善。 

构件属性数据是预先定义的构件数据，包括构件的定位数据、截面几何数据、构件的重量系数、构件的可简化单元。在构件统一数据中，需要对构件的几何定位参数、构件的截面特性（几何形状、截面参数）、构件的重量特性、构件在CAE分析中可选的简化特性进行详细定义，形成构件功能、性能属性描述的最大集。构件属性的完备定义是模型简化系统对构件进行简化的依据，是构件使用和简化模块的数据输入源。另一方面，通过建立构件属性定义，规范构件的简化过程，实现有限元模型的自动生成。构件属性定义与构件几何实体处于绑定状态，如果构件库中的构件实体没有对应的属性定义，则该构件实例化后，构件简化模块将无法识别该实例；如果删除构件库件中的某一构件实体时，则该构件对应的属性定义应被一同删除。 

基于参数化构件的飞机结构设计方法的应用，首先是快速建立产品初步设计模型。利用参数化构件快速进行构件的定义，搭建初步的电子样机。构件调用时，使用建模基准中定义的几何基准，定义构件的定位参数，完成构件空间定位的实例化；利用构件几何参数定义界面，完成构件截面特征参数的实例化定义。通过以上两个过程，完成对构件的调用和实例化，从而实现快速建立产品初步设计模型的目的。在构件的调用过程中，可以使用与构件关联的知识和工程算法，根据初步的设计要求，确定构件的截面尺寸等参数。 

其次是建立仿真基础数据（非几何数据定义）。在构件实例的基础上，定义构件的非几何信息，即构件的功能、性能属性，将定义结果保存到产品数字化模型中（CATIA模型）。模型简化信息的定义是逐步完善的过程， 保存在产品数据中的所有属性构成了统一模型数据的基础，不仅包含了面向制造的设计数据，而且包含了面向设计的分析数据。使用统一模型关联系统对这些数据进行提取和加工，则可建立飞机设计各辅流程所需的功能、性能仿真分析模型，实现飞机设计主辅流程的衔接。 

所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的1级构件满足下述要求： 

利用1级构件实例化后形成的数字样机，通过CAE分析和优化设计确定初步的结构设计参数，为重量估算提供基础，对概念论证提出的飞机结构方案进行明确和具体化，最终给出完整的飞机结构总体方案；所述1级构件具体包含内外形曲面、定位基准平面、剖面参数、非几何信息。 

所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的2级构件满足下述要求： 

2级构件是为初步设计阶段服务的；由2级构件形成的数字样机，为飞机的可达性、可维护性、足够的可靠性、人机工程以及支持装备的兼容性等进行尽可能的协调设计；在零部件基本尺寸都已经确定的基础上提供重量指标的详细分解基础，但尚未进行详细的装配和安装设计； 

2级构件不是全参数化的构件，是在1级构件实例化并经过优化设计分析后的基础上，将构件整合/划分为若干组合件/零件，确定结构之间连接关系、工艺分离面、设计分离面、进行初步空间协调设计；具体包含下述设计内容： 

大部件之间连接具体形式设计（如明确机翼与机身之间的某交点为水平对接接头/耳片连接）； 

纵横骨架构件分段（如梁连续、肋分段；纵横骨架构件之间尚未进行具体连接形式设计，如纵横骨架构件之间没有连接的接头、角盒、角片等）； 

确定单个构件分段形式、位置（如纵墙内外段对接、套合；骨架构件尚未进行细节设计，如梁、墙、肋等仅有缘条和腹板，没有中间的筋条）； 

结构件之间的协调定位（如梁缘条下移贴合蒙皮内表面）； 

口盖位置、开口大小设计； 

结构件为各系统通路初步开孔（开孔只是挖洞，没有翻边等加强设计）。 

所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的3级构件满足下述要求： 

3级构件是为装配设计阶段服务的；由3级构件形成的数字样机，进行各功能系统与结构、结构与结构间的装配设计，通过检查设计集成的各种状态、干涉和界面对接情况，完成整架飞机的干涉检查，形成最终的系统/结构界面定义，提供重量校核基础；本阶段形成的数字样机相当于传统飞机研制流程中实物样机作用； 

3级构件不是全参数化的构件，是根据装配设计需要，对2级构件进行继续细化、修改和完善并增减相应零组件，完成各功能系统与结构、结构与结构间的最终接口界面设计，其具体包含下述内容要求： 

构件之间的连接关系设计（如梁、肋连接加角盒、角片等；关键部位紧固件连接部位设计，如与某受力较大的销轴连接的构件的连接局部设计； 口盖口框设计）；构件与系统间安装设计（如确定燃油泵在结构件上的安装）；构件与系统之间的干涉设计（结构为系统通路开孔确定）。 

所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的4级构件满足下述要求： 

4级构件是为详细设计阶段服务的；由4级构件形成的最终全机数字样机满足最终的设计载荷，确定零部件最终重量状态，同时满足可制造性要求； 

4级构件不是全参数化的构件，是在3级构件的基础上，修正、完善零件三维模型的局部细节，满足构件所有的设计要求得到的，其具体包含下述内容要求：对构件连接局部具体形状设计、局部加强设计；构件连接细节设计（标准件代号、排列形式、间隙、边距，相关构件可能局部更改）；构件倒角、倒圆、减轻孔、减轻坑、减轻槽、通油孔、工艺基准孔设计。 

所述基于参数化构件的飞机结构设计方法，其特征在于：“构件”严格按三维产品数字化建模规范建立，通过构件及其伴随知识库能够获得与其相关的设计、工艺、制造知识，在构件使用过程中辅助设计人员完成设计工作；飞机中典型的结构构件可归纳为11类：1）梁、墙；2）肋；3）长桁；4）蒙皮壁板；5）框；6）纵向隔板；7）接头、角盒；8）口盖、口框；9）带板；10）铰链；11）其它。 

根据上述1—4级构件划分方法，将飞机典型零件构件划分为3个层级：11大类（具体为下述11类：1）梁、墙；2）肋；3）长桁；4）蒙皮壁板；5）框；6）纵向隔板；7）接头、角盒；8）口盖、口框；9）带板；10）铰链；11）其它），35小类，103种；具体参见说明书“发明创造内容”部分的表1所示。构件对应的几何和截面图参见说明书附图部分的图2～图38所示。 

与现有技术相比，本实施例所具有的优点和效果: 

1）本实施例有助于规范产品数字化定义过程 

CAD系统为设计人员提供了丰富的造型手段，同样的问题可以通过不同的途径加以解决，因此，产品的数字化定义就存在不规范的问题。几年来的数字化设计经验表明，数字化定义过程的不规范会带来以下两个主要问题： 

第一是设计模型解读难：一个设计人员建立的设计模型，其他设计人员很难解读清楚，如果需要对模型进行更改，设计人员往往会觉得研究清楚模型建立过程还不如重新将模型建立一次；甚至模型设计者在经过一段时间后，要想追溯建模过程也十分困难。 

其次是不能充分利用已有的经验和资源：设计是经验的积累，成功的设计经历了试验和使用的验证，可以保证设计结果满足设计要求，具有良好的工艺、制造性。如果不借鉴已有的零件设计经验，使用成熟的设计结果，零件设计的可靠性、零件的设计质量都需要进行重新验证，零件的制造工艺也需要进行重新审查，影响到工装设备的利用，势必造成已有经验和资源的浪费，不利于经验的积累，不利于实现产品的快速设计。 

通过对现有型号零件形式的分析、归纳，严格遵循建模规范的规定建立参数化、模块化的构件，为实现规范化的产品数字化定义提供了条件。设计人员在设计过程中，从构件库中选取构件，进行产品的初步设计和定义。当构件库中没有可用的构件时，通过提出建立新构件的申请，在完成对新建构件的设计、工艺、制造等审查后，在构件库中增加所需的构件。通过这样的规定，可以彻底规范模型的数字化定义过程，保证设计质量和制造工艺性。 

2）为统一模型关联系统的实现奠定基础 

使用构件库进行并行产品数字化定义除实现加快设计进度、规范设计过程外，还有一个优点是通过构件中包含的几何、功能、性能数据（非几何数据），利用统一模型关联技术，自动生成飞机各个专业所需的功能、性能仿真分析、优化模型，实现飞机数字化设计流程中主辅流程的集成。因此，构件库系统在进行设计规划时，应该与统一模型关联系统的开发、数据需求等进行充分协调，在主流程的各个设计阶段，不仅完成构件的实例化，而且通过模型简化系统对构件进行简化，为统一模型关联系统提取构件几何、非几何数据奠定基础。 

Claims (7)

1.一种基于参数化构件的飞机结构设计方法，其特征在于：用参数化构件表述飞机结构中的典型零件，构件中包含结构的几何信息和非几何信息；所述参数化构件是对飞机设计中常用零部件进行归纳整理而形成的、包含几何及非几何属性数据信息的三维数字化模型。

2.按照权利要求1所述基于参数化构件的飞机结构设计方法，其特征在于：所述参数化构件按飞机数字化设计阶段划分的要求，分为4个级别，分别对应方案设计、打样设计、装配设计和详细设计；其中：

1级构件用于方案设计阶段，是全参数化的模型；2、3、4级构件是在1级构件的基础上，根据不同设计阶段的要求得到产品数字化模型；

对于1级构件而言还满足下述要求：

“构件”是按照三维产品数字化建模规范建立的、包含零件各种属性的参数化的某一类典型零件；在完成构件的属性、参数定义后，能够根据对构件属性和参数的定义生成一个构件的实例，即产品数字化定义结果并置于PDM的全面管理之下；

“构件的属性”包含几何和非几何属性；其中：几何属性都是参数化的，用于形成三维实例，几何属性具体分为两类，一类是构件的定位参数，另一类是构件的截面形状参数；构件的非几何属性用于描述构件的功能和性能属性，为模型统一关联系统建立功能、性能样机提供基本数据。

3.按照权利要求2所述基于参数化构件的飞机结构设计方法，其特征在于：所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的1级构件满足下述要求：

利用1级构件实例化后形成的数字样机，通过CAE分析和优化设计确定初步的结构设计参数，为重量估算提供基础，对概念论证提出的飞机结构方案进行明确和具体化，最终给出完整的飞机结构总体方案；

所述1级构件具体包含内外形曲面、定位基准平面、剖面参数、非几何信息。

4.按照权利要求2所述基于参数化构件的飞机结构设计方法，其特征在于：所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的2级构件满足下述要求：

2级构件是为初步设计阶段服务的；由2级构件形成的数字样机，为飞机的可达性、可维护性、可靠性、人机工程以及支持装备的兼容性进行协调设计；在零部件基本尺寸都已经确定的基础上提供重量指标的详细分解基础；

2级构件是在1级构件实例化并经过优化设计分析后的基础上，将构件整合/划分为若干组合件/零件，确定结构之间连接关系、工艺分离面、设计分离面、进行初步空间协调设计；具体包含下述设计内容：

大部件之间连接具体形式设计；

纵横骨架构件分段；

确定单个构件分段形式、位置；

结构件之间的协调定位；

口盖位置、开口大小设计；

结构件为各系统通路初步开孔。

5.按照权利要求2所述基于参数化构件的飞机结构设计方法，其特征在于：所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的3级构件满足下述要求：

3级构件是为装配设计阶段服务的；由3级构件形成的数字样机，进行各功能系统与结构、结构与结构间的装配设计，通过检查设计集成的状态、干涉和界面对接情况，完成整架飞机的干涉检查，形成最终的系统/结构界面定义，提供重量校核基础；

3级构件根据装配设计需要，对2级构件进行继续细化、修改和完善并增减相应零组件，完成各功能系统与结构、结构与结构间的最终接口界面设计，其具体包含下述内容要求：

构件之间的连接关系设计；

构件与系统间安装设计；

构件与系统之间的干涉设计。

6.按照权利要求2所述基于参数化构件的飞机结构设计方法，其特征在于：所述基于参数化构件的飞机结构设计方法中，为方案设计阶段服务的4级构件满足下述要求：

4级构件是为详细设计阶段服务的；由4级构件形成的最终全机数字样机满足最终的设计载荷，确定零部件最终重量状态，同时满足可制造性要求；

4级构件是在3级构件的基础上，修正、完善零件三维模型的局部细节，满足构件所有的设计要求得到的，其具体包含下述内容要求：

对构件连接局部具体形状设计、局部加强设计；

构件连接细节设计；

构件倒角、倒圆、减轻孔、减轻坑、减轻槽、通油孔、工艺基准孔设计。

7.按照权利要求1-6其中之一所述基于参数化构件的飞机结构设计方法，其特征在于：“构件”严格按三维产品数字化建模规范建立，通过构件及其伴随知识库能够获得与其相关的设计、工艺、制造知识，在构件使用过程中辅助设计人员完成设计工作；飞机中典型的结构构件可归纳为11类：1）梁、墙；2）肋；3）长桁；4）蒙皮壁板；5）框；6）纵向隔板；7）接头、角盒；8）口盖、口框；9）带板；10）铰链；11）其它。

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