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长桁类结构件是飞机机身的重要构件之一,其良好的设计效率与设计质量是确保飞机设计制造整体效率和性能的基础之一。传统飞机长桁类结构件设计以通用CAD软件为平台,以简单的几何形状为直接操作对象,完全依赖于设计人员自身经验规划设计流程,未能有效集成各类设计知识,存在大量数据查询、公式计算、人工输入以及建模与反复修模等工作,重复工作量大,影响了结构件设计效率,且难以保证结构件设计质量。为此,本文采用基于知识的技术研究了飞机长桁类结构件的快速设计方法,并在CATIA平台上开发了基于知识的飞机长桁类结构件快速设计系统。论文主要内容包括以下五个方面:(1)以飞机长桁类结构件为对象进行特征划分,采用参数化设计技术,构建结构件参数化特征模型;(2)在结构件设计过程中,直接调用简单几何形状进行零件建模,易出现造型映射关系复杂,设计意图不明确,设计流程难以统一等问题,因此以参数化特征模型为直接操作对象,提出基于特征层次的规范化结构件设计流程,实现设计方法的统一;(3)由于复杂拼接曲面在操作过程中易出现曲面退化、曲面畸变等问题,使长桁类结构件设计流程的稳定性与通用性难以保证,故以飞机复杂拼接曲面为研究对象,基于逆向工程思想,提出拼接曲面重构技术,以单片曲面实现对拼接曲面的拟合;(4)针对长桁类结构件设计知识特性,运用面向对象的知识表达方式,根据结构件设计过程中实际问题的不同,划分知识层次结构,建立飞机长桁类结构件快速设计系统库,统筹管理各类设计知识与参数化特征模型,为问题求解所需知识的关联性提取提供支持;(5)建立基于知识的飞机长桁类结构件快速设计系统框架与典型运行流程,以CATIAV5R18为平台,将上述关键技术应用于系统实现过程中,完成系统开发。