CN111368415A - 一种c形大梁桨叶填充物快速建模方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法及系统。该方法包括：确定待设计的C形大梁桨叶的外形及组件几何特征参数；将外形及组件几何特征参数导入VB windows应用平台，VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，采用ActiveX自动化技术，依据外形及组件几何特征参数构建待设计的C形大梁桨叶的外形及组件三维模型；VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，采用基于包络体间布尔运算的方式确定待设计的C形大梁桨叶的填充物三维模型。本发明能够快速高效、简洁地实现填充物的建模。

Description

一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法及系统

技术领域

本发明涉及自动化设计领域，特别是涉及一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法及系统。

背景技术

在桨叶的设计方面，桨叶三维模型的构建通常都是由设计人员手动完成的，桨叶从样机到最后定型经常需要反复的修改，这使得设计工作更加繁琐，如果能够让桨叶三维模型的建立及修改能够实现自动化，就能够减少工作量，缩短开发周期。

在桨叶的自动化建模方面，主要在桨叶外形、蒙皮、大梁、后缘、肋这5个方面研究较多，而在桨叶内部填充物的自动化建模上，虽然有所研究，但是在方法上较为繁琐，增加了运算难度，并且其建模方法中没有加入肋对填充物建模的影响，因此，目前桨叶的设计存在效率低、繁琐的缺点。

发明内容

基于此，有必要提供一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法及系统，以高效、简洁地实现填充物的建模，并在建模过程中引入对肋的考虑。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法，包括：

确定待设计的C形大梁桨叶的外形及组件几何特征参数；所述外形及组件几何特征参数包括外形几何特征参数、蒙皮几何特征参数、大梁几何特征参数、肋几何特征参数和后缘条几何特征参数；

将所述外形及组件几何特征参数导入VB windows应用平台，所述VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，采用ActiveX自动化技术，依据所述外形及组件几何特征参数构建所述待设计的C形大梁桨叶的外形及组件三维模型；所述外形及组件三维模型包括外形三维模型、蒙皮三维模型、大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型；

所述VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，依据所述外形及组件几何特征参数、所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式确定所述待设计的C形大梁桨叶的填充物三维模型。

可选的，所述VB windows应用平台调用CATIACOM组件的API接口函数，依据所述外形及组件几何特征参数、所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式确定所述待设计的C形大梁桨叶的填充物三维模型，具体包括：

由所述外形及组件几何特征参数确定创建填充物几何图形集；

以所述填充物集合图形集为工作对象，依据所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式得到蒙皮内轮廓包络体；

对所述大梁三维模型、所述后缘条三维模型和所述肋三维模型依次进行包络体封闭曲面处理，得到处理后的大梁三维模型、处理后的后缘条三维模型和处理后的肋三维模型；

由所述处理后的大梁三维模型、所述处理后的后缘条三维模型和所述处理后的肋三维模型确定大梁包络体、后缘条包络体和肋包络体；

将所述蒙皮内轮廓包络体依次与所述大梁包络体、所述后缘条包络体和所述肋包络体进行移除运算，得到填充物包络体；

由所述填充物包络体确定填充物三维模型。

可选的，所述以所述填充物集合图形集为工作对象，依据所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式得到蒙皮内轮廓包络体，具体包括：

以所述填充物集合图形集为工作对象，根据桨叶翼型段的展向位置，创建与所述桨叶翼型段的两端面重合的曲面，并对所述曲面进行剪裁得到翼型段蒙皮铺层；所述桨叶翼型段是由所述外形及组件三维模型确定的；

对所述翼型段蒙皮铺层中的各个铺层按照预设铺层厚度进行包络体加厚处理，得到加厚后的翼型段蒙皮铺层；

由内至外向所述加厚后的翼型段蒙皮铺层中的相邻包络体添加布尔运算，使得所述加厚后的翼型段蒙皮铺层形成整体包络体；

提取所述整体包络体的最内层的剖面轮廓线，并以所述剖面轮廓线为参考元素得到拉伸曲面；

以所述拉伸曲面为参考元素得到蒙皮内轮廓包络体。

可选的，所述由所述外形及组件几何特征参数确定创建填充物几何图形集，具体包括：

依据所述外形及组件几何特征参数，创建蒙皮各铺层几何图形集、大梁几何图形集、肋几何图形集和后缘条几何图形集；

由所述蒙皮各铺层几何图形集、所述大梁几何图形集、所述肋几何图形集和所述后缘条几何图形集，创建填充物几何图形集。

可选的，所述C形大梁桨叶填充物快速建模方法还包括：

由所述外形及组件三维模型和所述填充物三维模型构建桨叶三维数字样机；

所述CATIACOM组件的软件窗口显示所述桨叶三维数字样机。

本发明还提供了一种C形大梁桨叶填充物快速建模系统，包括：

几何特征参数确定模块，用于确定待设计的C形大梁桨叶的外形及组件几何特征参数；所述外形及组件几何特征参数包括外形几何特征参数、蒙皮几何特征参数、大梁几何特征参数、肋几何特征参数和后缘条几何特征参数；

桨叶外形及组件构建模块，用于将所述外形及组件几何特征参数导入VB windows应用平台，所述VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，采用ActiveX自动化技术，依据所述外形及组件几何特征参数构建所述待设计的C形大梁桨叶的外形及组件三维模型；所述外形及组件三维模型包括外形三维模型、蒙皮三维模型、大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型；

填充物模型构建模块，用于所述VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，依据所述外形及组件几何特征参数、所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式确定所述待设计的C形大梁桨叶的填充物三维模型。

可选的，所述填充物模型构建模块，具体包括：

填充物几何图形集创建单元，用于由所述外形及组件几何特征参数确定创建填充物几何图形集；

蒙皮内轮廓包络体确定单元，用于以所述填充物集合图形集为工作对象，依据所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式得到蒙皮内轮廓包络体；

包络体封闭曲面处理单元，用于对所述大梁三维模型、所述后缘条三维模型和所述肋三维模型依次进行包络体封闭曲面处理，得到处理后的大梁三维模型、处理后的后缘条三维模型和处理后的肋三维模型；

组件包络体确定单元，用于由所述处理后的大梁三维模型、所述处理后的后缘条三维模型和所述处理后的肋三维模型确定大梁包络体、后缘条包络体和肋包络体；

移除运算单元，用于将所述蒙皮内轮廓包络体依次与所述大梁包络体、所述后缘条包络体和所述肋包络体进行移除运算，得到填充物包络体；

填充物三维模型确定单元，用于由所述填充物包络体确定填充物三维模型。

可选的，所述蒙皮内轮廓包络体确定单元，具体包括：

翼型段蒙皮铺层确定子单元，用于以所述填充物集合图形集为工作对象，根据桨叶翼型段的展向位置，创建与所述桨叶翼型段的两端面重合的曲面，并对所述曲面进行剪裁得到翼型段蒙皮铺层；所述桨叶翼型段是由所述外形及组件三维模型确定的；

加厚子单元，用于对所述翼型段蒙皮铺层中的各个铺层按照预设铺层厚度进行包络体加厚处理，得到加厚后的翼型段蒙皮铺层；

布尔运算子单元，用于由内至外向所述加厚后的翼型段蒙皮铺层中的相邻包络体添加布尔运算，使得所述加厚后的翼型段蒙皮铺层形成整体包络体；

拉伸曲面确定子单元，用于提取所述整体包络体的最内层的剖面轮廓线，并以所述剖面轮廓线为参考元素得到拉伸曲面；

内轮廓包络体确定子单元，用于以所述拉伸曲面为参考元素得到蒙皮内轮廓包络体。

可选的，所述填充物几何图形集创建单元，具体包括：

组件几何图形集创建子单元，用于依据所述外形及组件几何特征参数，创建蒙皮各铺层几何图形集、大梁几何图形集、肋几何图形集和后缘条几何图形集；

填充物几何图形集创建子单元，用于由所述蒙皮各铺层几何图形集、所述大梁几何图形集、所述肋几何图形集和所述后缘条几何图形集，创建填充物几何图形集。

可选的，所述C形大梁桨叶填充物快速建模系统还包括：

桨叶三维数字样机构建模块，用于由所述外形及组件三维模型和所述填充物三维模型构建桨叶三维数字样机；

显示模块，用于所述CATIA COM组件的软件窗口显示所述桨叶三维数字样机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法及系统，采用CATIA V5 COM技术提供的二次开发接口(API)和ActiveX自动化技术，通过VB编写程序调用CATIA的API对象实现对CATIA内部功能模块的调用，从而完成对桨叶三维自动化建模工作。本发明在桨叶外形和其他组件(蒙皮、大梁、肋、后缘条)完成构建的基础上进行填充物三维模型的构建，将繁琐的手工三维建模过程转化为对桨叶(包括：桨叶外形及其内部组件)关键参数的设置，在完成参数设置后，结合基于包络体间布尔运算的方式得到C形大梁桨叶的填充物三维模型，高效、简洁地实现填充物的建模，并在建模过程中引入对肋的考虑，减少了人工负担，缩短了开发周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法的流程图；

图2为本发明CATIA二次开发技术操纵API对象的一般步骤的流程图；

图3为本发明实施例2一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法的原理图；

图4为桨叶外形三维模型的构建流程图；

图5为桨叶蒙皮三维模型的构建流程图；

图6为大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型的的构建流程图；

图7为填充物三维几何模型的构建流程图；

图8为桨叶结构的示意图；

图9为桨叶翼型段结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于CATIA二次开发技术的C形大梁桨叶填充物快速建模方法，以提高桨叶内部填充物设计的自动化程度，将繁琐的建模过程转化为对桨叶(包括：桨叶外形及其内部组件)关键参数的设置，在输入参数后即可自动、高效的完成旋翼的建模工作。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例旨在建立一种新的填充物建模方法，可以更加高效、简洁完成填充物的建模工作并在建模过程中引入对肋的考虑。另外，在对填充物建模之前，需要先完成外围组件的建模工作，包括桨叶外形、肋、大梁、后缘、蒙皮的自动化建模。

图1为本发明实施例1一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法的流程图。参见图1，本实施例的C形大梁桨叶填充物快速建模方法，包括：

步骤S1：确定待设计的C形大梁桨叶的外形及组件几何特征参数；所述外形及组件几何特征参数包括外形几何特征参数、蒙皮几何特征参数、大梁几何特征参数、肋几何特征参数和后缘条几何特征参数。

本实施例中，根据C形大梁桨叶参数化定义方法，确定待设计的C形大梁桨叶的外形及组件几何特征参数。

步骤S2：将所述外形及组件几何特征参数导入VB windows应用平台，所述VBwindows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，采用ActiveX自动化技术，依据所述外形及组件几何特征参数构建所述待设计的C形大梁桨叶的外形及组件三维模型；所述外形及组件三维模型包括外形三维模型、蒙皮三维模型、大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型。

该步骤中，对于外形及组件三维模型的构建，CATIA二次开发技术操纵API对象的一般步骤思路为：首先需要创建零件体，在其中创建几何图形集(混合元素集合)，在几何图形集中绘制二维草图用于描述桨叶各段剖面翼型轮廓，之后将其连接成曲面，并构建包络体，最后根据包络体造型创建实体模型。参见图2，CATIA二次开发技术操纵API对象的一般步骤具体如下：

步骤一：获取API的Application对象，获取其中的Documents对象，在其中获取Part对象，完成零件体的调用和创建。

步骤二：在零件体中获取OriginElements对象创建坐标系，在零件体中获取混合元素集合HybirdBodies，并通过Add()方法添加HybirdBody对象(创建几何图形集)，从中获取HybirdSketches对象创建HybirdSketch对象，在HybirdSketch对象中获取构造类Factory2D，绘制剖面草图特征。

步骤三：在完成草图的绘制后，通过Part对象获取参考元素对象和构造类HybridShapeFactory，之后调用构造方法以及绘制的草图对象创建曲面以及包络体，通过AppendHybridShape将创建的混合元素加入到几何图形集中。

步骤四：在创建曲面后，需要以曲面为基础构建实体，在实体的创建上，需从Part对象中，获取实体集合Bodies，通过Add()方法，添加Body对象，之后在Part中获取构造类ShapeFactory，将创建的包络体模型(外形三维模型、蒙皮三维模型、大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型)转换成三维实体模型。

步骤S3：所述VB windows应用平台调用CATIACOM组件的API接口函数，依据所述外形及组件几何特征参数、所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式确定所述待设计的C形大梁桨叶的填充物三维模型。

所述步骤S3，具体包括：

31)由所述外形及组件几何特征参数确定创建填充物几何图形集。具体的：

依据所述外形及组件几何特征参数，创建蒙皮各铺层几何图形集、大梁几何图形集、肋几何图形集和后缘条几何图形集。

由所述蒙皮各铺层几何图形集、所述大梁几何图形集、所述肋几何图形集和所述后缘条几何图形集，创建填充物几何图形集。

32)以所述填充物集合图形集为工作对象，依据所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式得到蒙皮内轮廓包络体。具体的：

以所述填充物集合图形集为工作对象，根据桨叶翼型段的展向位置，创建与所述桨叶翼型段的两端面重合的曲面，并对所述曲面进行剪裁得到翼型段蒙皮铺层；所述桨叶翼型段是由所述外形及组件三维模型确定的。

对所述翼型段蒙皮铺层中的各个铺层按照预设铺层厚度进行包络体加厚处理，得到加厚后的翼型段蒙皮铺层。

由内至外向所述加厚后的翼型段蒙皮铺层中的相邻包络体添加布尔运算，使得所述加厚后的翼型段蒙皮铺层形成整体包络体。

提取所述整体包络体的最内层的剖面轮廓线，并以所述剖面轮廓线为参考元素得到拉伸曲面。

以所述拉伸曲面为参考元素得到蒙皮内轮廓包络体。

33)对所述大梁三维模型、所述后缘条三维模型和所述肋三维模型依次进行包络体封闭曲面处理，得到处理后的大梁三维模型、处理后的后缘条三维模型和处理后的肋三维模型。

34)由所述处理后的大梁三维模型、所述处理后的后缘条三维模型和所述处理后的肋三维模型确定大梁包络体、后缘条包络体和肋包络体。

35)将所述蒙皮内轮廓包络体依次与所述大梁包络体、所述后缘条包络体和所述肋包络体进行移除运算，得到填充物包络体。

36)由所述填充物包络体确定填充物三维模型。

本实施例中，所述C形大梁桨叶填充物快速建模方法，在步骤S3之后，还包括：

由所述外形及组件三维模型和所述填充物三维模型构建桨叶三维数字样机；所述CATIACOM组件的软件窗口显示所述桨叶三维数字样机。

本实施例的C形大梁桨叶填充物快速建模方法，能高效、简洁地实现填充物的建模，并在建模过程中引入对肋的考虑，减少了人工负担，缩短了开发周期。

下面提供了一个更为具体的实施例。

实施例2

图3为本发明实施例2一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法的原理图。参见图3，本实施例的C形大梁桨叶填充物快速建模方法包括：

步骤一：根据C形大梁桨叶参数化定义方法，确定描述C形大梁桨叶外形及其组件(蒙皮、大梁、肋(前缘构件)、后缘条(后缘组件))的几何特征参数，从而建立桨叶外形及其组件的参数模型，为后续在VB windows平台上，通过桨叶参数设置结合三维几何建模算法实现参数驱动的桨叶三维模型自动化构建奠定基础。由蒙皮、大梁、肋、后缘条共同构成的桨叶，其结构中的空余部分都是填充物，所以不需要对填充物的几何结构进行参数化定义。

步骤二：VB windows平台与CATIAV5 COM组件建立连接，使用CATIA V5 COM组件提供的二次开发接口(API)和ActiveX自动化技术，通过VB windows应用平台调用CATIA的API接口函数，实现CATIA的访问和CATIA内部功能模块的调用。为后续桨叶外形及其组件三维建模算法的设计奠定基础。

步骤三：在完成桨叶参数模型建立和CATIACOM组件配置的基础上，调用CATIAAPI接口函数设计桨叶外形三维几何建模算法、蒙皮三维几何建模算法、大梁三维几何建模算法、肋三维几何建模算法、后缘条三维几何建模算法、填充物三维几何建模算法，使得导入设置的参数模型后可按一定步骤逐步完成桨叶外形三维模型、组件三维几何模型、填充物三维几何模型的构建。

步骤四：在参数设置模块设置桨叶外形、大梁、后缘、肋、蒙皮的特征参数，建立桨叶参数数据模型，VB Windows平台获取设置的数据，依次导入外形三维几何建模算法、蒙皮三维几何建模算法、大梁三维几何建模算法、肋三维几何建模算法、后缘条三维几何建模算法、填充物三维几何建模算法，实现桨叶三维数字样机的构建，并将构建的三维模型数字样机在CATIA软件窗口中显示。

其中，步骤三中桨叶外形三维模型、组件三维几何模型(蒙皮三维模型、大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型)、填充物三维几何模型的构建都是采用基于CATIA二次开发技术操纵API对象的一般步骤。参见图2，对于桨叶的三维建模工作，需要创建零件体，然后在其中创建几何图形集(混合元素集合)，在几何图形集中绘制二维草图用于描述桨叶各段剖面翼型轮廓，之后将其连接成曲面，最后根据曲面造型创建实体模型。

所以，在API对象的调用上，首先需要获取API的Application对象，获取其中的Documents对象，在其中获取Part对象，完成零件体的调用，在零件体中获取OriginElements对象创建坐标系，在零件体中获取混合元素集合HybirdBodies，并通过Add()方法添加HybirdBody对象，从中获取HybirdSketches对象创建HybirdSketch对象，在HybirdSketch对象中获取构造类Factory2D，绘制剖面草图特征。

在完成草图的绘制后，通过Part对象获取参考元素对象和构造类HybridShapeFactory，之后调用构造方法以及绘制的草图创建曲面以及包络体，通过AppendHybridShape将混合元素加入到几何图形集中。

在创建曲面后，需要以曲面为基础构建实体，在实体的创建上，需从Part对象中，获取实体集合Bodies，通过Add()方法，添加Body对象，之后在Part中获取构造类ShapeFactory，将创建的包络体模型转换成三维实体模型；从Documents对象中获取Material对象，并调用相应的材料属性赋予创建的实体。

下面对桨叶外形三维模型、组件三维几何模型(蒙皮三维模型、大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型)、填充物三维几何模型的具体构建过程进行介绍。

图4为桨叶外形三维模型的构建流程图。参见图4，首先设置桨叶外形参数，包括桨叶展向长度、桨根段长度、翼型段长度、桨尖段长度、展向上剖面数量、剖面位置、各翼型剖面弦长、各翼型剖面弦向位置、各剖面扭转角。在翼型型号设置环节，其翼型型号列表及相应参数、图形显示由翼型数据库提供数据。之后访问CATIAAPI接口，调用CATIA内部函数，创建几何图形集，在其中按桨叶外形几何参数的设置创建各剖面草图、并按各剖面翼型类型的设置，在各剖面中导入翼型数据点集，之后通过样条线命令将上、下翼面的数据点集连接并封闭后缘，完成各剖面翼型设置后，通过样条线将各剖面上的翼型前缘点连接、后缘的上、下缘端点连接，完成后通过多截面曲面的函数命令将各剖面连接成曲面，得带桨叶理论外形，生成后可在CATIA软件中显示出其三维造型。

图5为桨叶蒙皮三维模型的构建流程图。参见图5，首先设置所需的铺层数量、各铺层厚度、各铺层的几何尺寸。之后访问CATIAAPI接口调用CATIA内部函数模块。之后判断是否完成了桨叶理论外形的构建，因为桨叶理论外形是构建蒙皮的底层基础，若为否，则重新执行桨叶外形自动化建模流程，若为是，则将之前创建的桨叶理论外形几何图形集中的剖面翼型草图特征复制到新创建的几何图形集Vj中(初始设置j＝1)，V1为铺层1，将新几何图形集Vj中每一个剖面草图中的翼型轮廓按设置的铺层厚度参数值等距向外偏移。偏移完成后，新翼型轮廓的前缘端点，后缘上、下缘端点通过样条线连接，之后调用多截面曲面函数将从桨叶展向上的每一个偏移后的翼型轮廓连接，得到铺层j所在的新的桨叶外形曲面，之后按铺层j所设置的几何形状采用投影命令，投影到生成的曲面上，通过曲面剪裁得到铺层j的曲面造型。此时需判断目前构建的铺层数量j是否与设置的铺层数量i一致，若为否，将铺层j几何图形集中的剖面草图复制到新建的几何图形集Vj中(j＝j+1)，创建新铺层，直至铺层数与设置的铺层数量一致(j＝i),得到所需的蒙皮曲面，并在CATIA中显示出来。

图6为大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型的的构建流程图。参见图6，大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型的构建过程均为：首先，设置创建组件的几何尺寸，设置展向上的剖面数量和剖面位置，访问CATIA API接口，在展向上按设置的位置创建各个剖面，按组件几何尺寸绘制组件剖面轮廓，之后通过样条线将各剖面组件轮廓的端点连接，调用多截面曲面函数将剖面连接得到组件曲面造型。最后在CATIA中显示出来。

图7为填充物三维几何模型的构建流程图。参见图7，首先在创建蒙皮各个铺层几何图形集、大梁几何图形集、肋几何图形集、后缘几何图形集的基础上，创建填充物几何图形集，并以该图形集为工作对象，根据桨叶翼型段展向位置，创建与翼型段两端面重合的曲面，通过剪裁曲面得到翼型段蒙皮铺层，按各铺层设置的厚度对包络体加厚命令，并由内至外相邻两包络体依次执行添加布尔运算，使得蒙皮各铺层成为一整块包络体。之后提取蒙皮包络体最内层剖面轮廓线，以轮廓线为参考元素做拉伸曲面，以曲面为参考元素做蒙皮内轮廓包络体，该包络体包括了大梁、肋、后缘、填充物的几何空间；分别对大梁曲面、后缘曲面、肋曲面做包络体封闭曲面处理，蒙皮内部轮廓包络体依次与大梁、肋、后缘包络体做移除运算，最后得到填充物的包络体，通过创建零件体加厚可得到填充物实体，调用材料库赋予填充物材料属性完成填充物三维模型的构建。其中，桨叶结构如图8所示，桨叶包括桨根段1和翼型段2；桨叶翼型段结构如图9所示，桨叶翼型段包括蒙皮21、大梁22、肋23、后缘条24和填充物25。

本实施例的C形大梁桨叶填充物快速建模方法能够提高桨叶内部填充物设计的自动化程度，将繁琐的手工三维建模过程转化为对桨叶(包括：桨叶外形及其内部组件)关键参数的设置，在完成参数设置后即可自动、高效的完成桨叶填充物三维模型的构建工作。

实施例3

本实施例提供了一种C形大梁桨叶填充物快速建模系统，具体包括：

几何特征参数确定模块，用于确定待设计的C形大梁桨叶的外形及组件几何特征参数；所述外形及组件几何特征参数包括外形几何特征参数、蒙皮几何特征参数、大梁几何特征参数、肋几何特征参数和后缘条几何特征参数。

桨叶外形及组件构建模块，用于将所述外形及组件几何特征参数导入VB windows应用平台，所述VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，采用ActiveX自动化技术，依据所述外形及组件几何特征参数构建所述待设计的C形大梁桨叶的外形及组件三维模型；所述外形及组件三维模型包括外形三维模型、蒙皮三维模型、大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型。

填充物模型构建模块，用于所述VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，依据所述外形及组件几何特征参数、所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式确定所述待设计的C形大梁桨叶的填充物三维模型。

作为一种可选的实施方式，所述填充物模型构建模块，具体包括：

填充物几何图形集创建单元，用于由所述外形及组件几何特征参数确定创建填充物几何图形集。

蒙皮内轮廓包络体确定单元，用于以所述填充物集合图形集为工作对象，依据所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式得到蒙皮内轮廓包络体。

包络体封闭曲面处理单元，用于对所述大梁三维模型、所述后缘条三维模型和所述肋三维模型依次进行包络体封闭曲面处理，得到处理后的大梁三维模型、处理后的后缘条三维模型和处理后的肋三维模型。

组件包络体确定单元，用于由所述处理后的大梁三维模型、所述处理后的后缘条三维模型和所述处理后的肋三维模型确定大梁包络体、后缘条包络体和肋包络体。

移除运算单元，用于将所述蒙皮内轮廓包络体依次与所述大梁包络体、所述后缘条包络体和所述肋包络体进行移除运算，得到填充物包络体。

填充物三维模型确定单元，用于由所述填充物包络体确定填充物三维模型。

作为一种可选的实施方式，所述蒙皮内轮廓包络体确定单元，具体包括：

翼型段蒙皮铺层确定子单元，用于以所述填充物集合图形集为工作对象，根据桨叶翼型段的展向位置，创建与所述桨叶翼型段的两端面重合的曲面，并对所述曲面进行剪裁得到翼型段蒙皮铺层；所述桨叶翼型段是由所述外形及组件三维模型确定的。

加厚子单元，用于对所述翼型段蒙皮铺层中的各个铺层按照预设铺层厚度进行包络体加厚处理，得到加厚后的翼型段蒙皮铺层。

布尔运算子单元，用于由内至外向所述加厚后的翼型段蒙皮铺层中的相邻包络体添加布尔运算，使得所述加厚后的翼型段蒙皮铺层形成整体包络体。

拉伸曲面确定子单元，用于提取所述整体包络体的最内层的剖面轮廓线，并以所述剖面轮廓线为参考元素得到拉伸曲面。

内轮廓包络体确定子单元，用于以所述拉伸曲面为参考元素得到蒙皮内轮廓包络体。

作为一种可选的实施方式，所述填充物几何图形集创建单元，具体包括：

组件几何图形集创建子单元，用于依据所述外形及组件几何特征参数，创建蒙皮各铺层几何图形集、大梁几何图形集、肋几何图形集和后缘条几何图形集。

填充物几何图形集创建子单元，用于由所述蒙皮各铺层几何图形集、所述大梁几何图形集、所述肋几何图形集和所述后缘条几何图形集，创建填充物几何图形集。

作为一种可选的实施方式，所述C形大梁桨叶填充物快速建模系统还包括：

桨叶三维数字样机构建模块，用于由所述外形及组件三维模型和所述填充物三维模型构建桨叶三维数字样机。

显示模块，用于所述CATIA COM组件的软件窗口显示所述桨叶三维数字样机。

本实施例的C形大梁桨叶填充物快速建模系统，能高效、简洁地实现填充物的建模，并在建模过程中引入对肋的考虑，减少了人工负担，缩短了开发周期。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法，其特征在于，包括：

确定待设计的C形大梁桨叶的外形及组件几何特征参数；所述外形及组件几何特征参数包括外形几何特征参数、蒙皮几何特征参数、大梁几何特征参数、肋几何特征参数和后缘条几何特征参数；

将所述外形及组件几何特征参数导入VB windows应用平台，所述VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，采用ActiveX自动化技术，依据所述外形及组件几何特征参数构建所述待设计的C形大梁桨叶的外形及组件三维模型；所述外形及组件三维模型包括外形三维模型、蒙皮三维模型、大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型；

所述VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，依据所述外形及组件几何特征参数、所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式确定所述待设计的C形大梁桨叶的填充物三维模型。

2.根据权利要求1所述的一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法，其特征在于，所述VBwindows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，依据所述外形及组件几何特征参数、所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式确定所述待设计的C形大梁桨叶的填充物三维模型，具体包括：

由所述外形及组件几何特征参数确定创建填充物几何图形集；

以所述填充物集合图形集为工作对象，依据所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式得到蒙皮内轮廓包络体；

对所述大梁三维模型、所述后缘条三维模型和所述肋三维模型依次进行包络体封闭曲面处理，得到处理后的大梁三维模型、处理后的后缘条三维模型和处理后的肋三维模型；

由所述处理后的大梁三维模型、所述处理后的后缘条三维模型和所述处理后的肋三维模型确定大梁包络体、后缘条包络体和肋包络体；

将所述蒙皮内轮廓包络体依次与所述大梁包络体、所述后缘条包络体和所述肋包络体进行移除运算，得到填充物包络体；

由所述填充物包络体确定填充物三维模型。

3.根据权利要求2所述的一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法，其特征在于，所述以所述填充物集合图形集为工作对象，依据所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式得到蒙皮内轮廓包络体，具体包括：

以所述填充物集合图形集为工作对象，根据桨叶翼型段的展向位置，创建与所述桨叶翼型段的两端面重合的曲面，并对所述曲面进行剪裁得到翼型段蒙皮铺层；所述桨叶翼型段是由所述外形及组件三维模型确定的；

对所述翼型段蒙皮铺层中的各个铺层按照预设铺层厚度进行包络体加厚处理，得到加厚后的翼型段蒙皮铺层；

由内至外向所述加厚后的翼型段蒙皮铺层中的相邻包络体添加布尔运算，使得所述加厚后的翼型段蒙皮铺层形成整体包络体；

提取所述整体包络体的最内层的剖面轮廓线，并以所述剖面轮廓线为参考元素得到拉伸曲面；

以所述拉伸曲面为参考元素得到蒙皮内轮廓包络体。

4.根据权利要求2所述的一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法，其特征在于，所述由所述外形及组件几何特征参数确定创建填充物几何图形集，具体包括：

依据所述外形及组件几何特征参数，创建蒙皮各铺层几何图形集、大梁几何图形集、肋几何图形集和后缘条几何图形集；

由所述蒙皮各铺层几何图形集、所述大梁几何图形集、所述肋几何图形集和所述后缘条几何图形集，创建填充物几何图形集。

5.根据权利要求1所述的一种C形大梁桨叶填充物快速建模方法，其特征在于，还包括：

由所述外形及组件三维模型和所述填充物三维模型构建桨叶三维数字样机；

所述CATIA COM组件的软件窗口显示所述桨叶三维数字样机。

6.一种C形大梁桨叶填充物快速建模系统，其特征在于，包括：

几何特征参数确定模块，用于确定待设计的C形大梁桨叶的外形及组件几何特征参数；所述外形及组件几何特征参数包括外形几何特征参数、蒙皮几何特征参数、大梁几何特征参数、肋几何特征参数和后缘条几何特征参数；

桨叶外形及组件构建模块，用于将所述外形及组件几何特征参数导入VBwindows应用平台，所述VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，采用ActiveX自动化技术，依据所述外形及组件几何特征参数构建所述待设计的C形大梁桨叶的外形及组件三维模型；所述外形及组件三维模型包括外形三维模型、蒙皮三维模型、大梁三维模型、肋三维模型和后缘条三维模型；

填充物模型构建模块，用于所述VB windows应用平台调用CATIA COM组件的API接口函数，依据所述外形及组件几何特征参数、所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式确定所述待设计的C形大梁桨叶的填充物三维模型。

7.根据权利要求6所述的一种C形大梁桨叶填充物快速建模系统，其特征在于，所述填充物模型构建模块，具体包括：

填充物几何图形集创建单元，用于由所述外形及组件几何特征参数确定创建填充物几何图形集；

蒙皮内轮廓包络体确定单元，用于以所述填充物集合图形集为工作对象，依据所述外形及组件三维模型，采用基于包络体间布尔运算的方式得到蒙皮内轮廓包络体；

包络体封闭曲面处理单元，用于对所述大梁三维模型、所述后缘条三维模型和所述肋三维模型依次进行包络体封闭曲面处理，得到处理后的大梁三维模型、处理后的后缘条三维模型和处理后的肋三维模型；

组件包络体确定单元，用于由所述处理后的大梁三维模型、所述处理后的后缘条三维模型和所述处理后的肋三维模型确定大梁包络体、后缘条包络体和肋包络体；

移除运算单元，用于将所述蒙皮内轮廓包络体依次与所述大梁包络体、所述后缘条包络体和所述肋包络体进行移除运算，得到填充物包络体；

填充物三维模型确定单元，用于由所述填充物包络体确定填充物三维模型。

8.根据权利要求7所述的一种C形大梁桨叶填充物快速建模系统，其特征在于，所述蒙皮内轮廓包络体确定单元，具体包括：

翼型段蒙皮铺层确定子单元，用于以所述填充物集合图形集为工作对象，根据桨叶翼型段的展向位置，创建与所述桨叶翼型段的两端面重合的曲面，并对所述曲面进行剪裁得到翼型段蒙皮铺层；所述桨叶翼型段是由所述外形及组件三维模型确定的；

加厚子单元，用于对所述翼型段蒙皮铺层中的各个铺层按照预设铺层厚度进行包络体加厚处理，得到加厚后的翼型段蒙皮铺层；

布尔运算子单元，用于由内至外向所述加厚后的翼型段蒙皮铺层中的相邻包络体添加布尔运算，使得所述加厚后的翼型段蒙皮铺层形成整体包络体；

拉伸曲面确定子单元，用于提取所述整体包络体的最内层的剖面轮廓线，并以所述剖面轮廓线为参考元素得到拉伸曲面；

内轮廓包络体确定子单元，用于以所述拉伸曲面为参考元素得到蒙皮内轮廓包络体。

9.根据权利要求7所述的一种C形大梁桨叶填充物快速建模系统，其特征在于，所述填充物几何图形集创建单元，具体包括：

组件几何图形集创建子单元，用于依据所述外形及组件几何特征参数，创建蒙皮各铺层几何图形集、大梁几何图形集、肋几何图形集和后缘条几何图形集；

填充物几何图形集创建子单元，用于由所述蒙皮各铺层几何图形集、所述大梁几何图形集、所述肋几何图形集和所述后缘条几何图形集，创建填充物几何图形集。

10.根据权利要求6所述的一种C形大梁桨叶填充物快速建模系统，其特征在于，还包括：

桨叶三维数字样机构建模块，用于由所述外形及组件三维模型和所述填充物三维模型构建桨叶三维数字样机；

显示模块，用于所述CATIA COM组件的软件窗口显示所述桨叶三维数字样机。

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