一种基于知识库的航空发动机试车台架参数化设计方法

摘要

本发明提供一种基于知识库的航空发动机试车台架参数化设计方法，包括以下步骤：S1：建立参数化设计知识库；S2：利用参数化设计知识库建立模板；通过三维建模接口模块在三维建模软件与所述参数化设计知识库之间建立连接，调用所述参数化设计知识库中的设计知识，在三维建模软件中自动生成产品的所有零部件三维模板模型并存在模板库中；S3：根据设计需求输入设计信息，通过设计方案决策模块生成产品配置文件；通过模板选择调用模块根据产品配置文件从所述模板库中调取相应模板；S4：利用参数化变形设计模块对模板模型中的主参数进行修改，副参数自动发生变化；在三维建模软件中三维模板模型自动更新并生成二维工程图，完成产品的参数化设计。

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机试车台架技术领域，具体涉及一种基于知识库的航空发动机试车台架参数化设计方法。

背景技术

航空燃气涡轮发动机是航空工业技术的发展重心，其研发过程中关于总体结构与性能的设计、部件的研制与调试等任务都离不开试验的支持。由于不同发动机在安装结构方面可能存在差异，因此需要对试车试验中用于安装固定发动机，并提供测试功能及接口的高空模拟试车台架进行专门设计。

文献“航空发动机高空模拟试车台架参数化设计研究，燃气涡轮试验与研究，2018年03期，p53～57”中建立了一种试车台架参数化设计系统，实现了试车台架的模块化、半自动化、全三维快速设计。但是，由于航空发动机试车台架的特殊性，试车台架的布局结构以及设计规则等信息有可能发生变化，而该参数化设计方法只能实现单一规则下的参数化设计，不能满足设计知识的更新需求。因此，本发明提出了一种基于知识库的航空发动机试车台架参数化设计方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于知识库的航空发动机试车台架参数化设计方法。通过将航空发动机试车台架设计过程中的尺寸约束、装配约束等整理保存为参数化设计知识库。利用知识库中的相关知识建立模板模型并决定设计方案，在模板模型上通过修改主参数改变模型，实现参数化设计。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种基于知识库的航空发动机试车台架参数化设计方法，包括以下步骤：

S1：建立参数化设计知识库；

S2：利用参数化设计知识库建立模板；通过三维建模接口模块在三维建模软件与所述参数化设计知识库之间建立连接，调用所述参数化设计知识库中的设计知识，在三维建模软件中自动生成产品的所有零部件三维模板模型并存在模板库中；

S3：根据设计需求输入设计信息，通过设计方案决策模块生成产品配置文件；通过模板选择调用模块根据产品配置文件从所述模板库中调取相应模板，确定设计所需模板；

S4：利用参数化变形设计模块对模板模型中的主参数进行修改，副参数由于与主参数之间存在约束关系，副参数自动发生变化；在三维建模软件中三维模板模型自动更新并生成二维工程图，完成产品的参数化设计。

优选地，所述S1包括以下步骤：

S1.1：收集参数化设计过程中所需的产品配置信息、尺寸约束信息和装配约束信息；

S1.2：对航空发动机试车台架进行模块划分，包括航空发动机试车台模块划分为流量管、主支点、辅助支点和排气扩压器四个部分；

S1.3：通过设计知识管理模块根据划分的模块对所收集的知识进行分类整理，确定设计过程中的主参数和副参数，并存入参数化设计知识库中。

优选地，所述S1中，还包括：建立设计知识维护模块，所述设计知识维护模块用于调用修改参数化设计知识库中的知识，更新后重新存入参数化设计知识库中。

优选地，所述设计需求包括：发动机长度、发动机进口段直径和发动机尾喷口直径的；所述主参数包括：流量管和排气扩压器的直径及总长度、主辅支点尺寸及行对位置。

优选地，所述设计方案决策模块，利用参数化设计知识库中的已有知识生成决策算法，当用户根据实际需求输入发动机长度、发动机进口段直径和发动机尾喷口直径的设计信息时，通过决策算法综合考虑实验台长度及安装位置限制，选择合适的试车台架布局结构，决定设计方案之后生成航空发动机试车台架的配置文件。

优选地，所述模板选择调用模块，根据航空发动机试车台架的配置文件，从模板库中选择并调用设计所需的模板模型以便进行参数化设计。

优选地，所述参数化设计模块，针对主参数在选择的三维模板模型上进行产品零部件的参数化设计；通过修改主参数改变模型，输出更新后的三维模型和二维工程图。

本发明的有益效果：

本发明提出了一种基于知识库的航空发动机试车台架参数化设计方法；

(1)针对航空发动机试车台架这类特殊产品，在参数化设计前加入了基于知识的设计方案决策模块。即便试车台架结构布局等信息发生变化，依然可以实现产品的参数化设计。

(2)将设计人员的设计经验整理并体现为参数化设计知识库，在建立模板和设计方案决策过程中调用，实现了基于知识的参数化设计过程。

(3)加入了设计知识维护模块。由于航空发动机试车台架这类产品的特殊性，设计规则等信息可能会发生变化，这就需要参数化设计知识的更新。通过调用与修改实现了参数化设计知识的维护。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明实施例的一种基于知识库的航空发动机试车台架参数化设计方法的系统结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

一种基于知识库的航空发动机试车台架参数化设计方法，具体系统框图如图1所示，包括以下几个步骤：

S1：收集航空发动机试车台架参数化过程中所需的各种知识，通过咨询技术人员和设计经验推理等方式获得试车台架参数化设计过程中所需的产品配置信息、尺寸约束信息、装配约束信息等规则；

进一步的，对航空发动机试车台架进行模块划分，分为流量管、主支点、辅助支点和排气扩压器四个部分；根据试车台架模块划分，通过设计知识管理模块根据划分的模块对所收集的知识进行分类整理，确定设计过程中的主参数和副参数，并存入参数化设计知识库中；

建立设计知识维护模块，用于调用修改参数化设计知识库中的知识，更新后重新存入参数化设计知识库中，满足了针对航空发动机试车台架这类特殊产品的知识维护需求。

S2：通过三维建模接口模块在三维建模软件与所述参数化设计知识库之间建立连接，调用所述参数化设计知识库中所需的设计知识，在三维建模软件中自动生成产品所需的所有零部件三维模板模型并存在模板库中；

S3：根据设计需求输入设计信息，通过设计方案决策模块生成产品配置文件；通过模板选择调用模块根据产品配置文件从所述模板库中调取相应模板，确定设计所需模板；

S4：利用参数化变形设计模块对模板模型中的主参数进行修改，副参数由于与主参数之间存在约束关系，副参数自动发生变化；在三维建模软件中三维模板模型自动更新并生成二维工程图，完成产品的参数化设计。

设计方案决策模块：首先利用参数化设计知识库中的已有知识生成决策算法，然后当用户根据实际需求输入发动机长度、发动机进口段直径、发动机尾喷口直径等设计信息，通过决策算法综合考虑实验台长度及安装位置等限制，选择合适的试车台架布局结构，决定设计方案之后生成试车台架配置文件。

模板选择调用模块：根据试车台架配置文件从数据库中选择并调用设计所需的模板模型以便进行参数化设计。

参数化设计模块：对模板模型中的流量管和排气扩压器的直径及总长度、主辅支点尺寸及行对位置等主参数进行修改，副参数由于与主参数之间存在约束关系自动发生变化。三维建模软件中三维模板模型自动更新并生成二维工程图，实现设计需求；

设计步骤包括以下几步：

根据设计需求输入发动机长度、发动机进口段直径、发动机尾喷口直径等设计信息，输入航空发动机试车台架设计需求，通过设计方案决策模块生成产品配置文件，通过模板选择调用模块根据产品配置文件从所述模板库中调取相应模板，确定设计所需模板，每个模板都有一个对应的参数化设计界面，用户可以在参数化设计界面上输入需要改变的参数，随后自动更新三维模型并生成二维工程图，实现产品的参数化设计。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。