面向飞行器概念设计的虚拟造型方法研究

摘要

虚拟造型技术是虚拟现实技术的重要组成部分，主要针对产品的概念设计。虚拟造型有交互的直接性与模糊性两大特点。由于在飞行器概念设计阶段，飞行器布局需要不断调整，对飞行器模型进行实体建模，重复性工作较多，所以目前比较成熟的CAD设计方法在飞行器概念设计阶段应用的仍然有不少问题。将虚拟造型技术应用在飞行器设计的概念设计中，可以实现飞行器外形的快速成型，大大简化了设计过程。 本文首先简单阐述了飞行器概念设计阶段的任务；接着介绍了虚拟造型技术及其相关技术（包括虚拟现实技术和虚拟设计技术），及虚拟设计环境的开发策略和系统结构，并介绍了本文使用的虚拟设备和软件环境（CATIA/CAA平台）；然后，讲述了曲线、曲面的相关基础知识，分析研究了CATIA中的曲面造型模块与CAA中与曲面造型相关的类和模块；最后对虚拟环境中，曲面造型的关键技术进行了研究，使用CAA开发工具，在CATIA平台上建立飞机外形模型，并在虚拟环境中实现了曲面变形。这些功能的实现为进一步在虚拟环境中以雕塑黏土模型的方式构造自由曲面奠定了基础。