針對(duì)可重構(gòu)航天器需要考慮幾何和性能雙重約束的特點(diǎn),為了充分發(fā)揮概念設(shè)計(jì)階段具有較大創(chuàng)新空間的優(yōu)勢(shì),提出了一種基于可視化模型的可重構(gòu)航天器概念設(shè)計(jì)方法,給出了具有良好開(kāi)放性和可擴(kuò)展性的平臺(tái)體系框架,搭建了具有高真實(shí)度交互界面和快速性能評(píng)估功能的可重構(gòu)航天器概念設(shè)計(jì)平臺(tái),可實(shí)現(xiàn)不同可重構(gòu)航天器構(gòu)型的拼裝。算例表明,所提出的概念設(shè)計(jì)方法可以滿足可重構(gòu)航天器的概念設(shè)計(jì)需求,搭建的平臺(tái)能為可重構(gòu)航天器概念設(shè)計(jì)方案論證提供條件保障。 

【文章來(lái)源】：北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,46(07)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

概念設(shè)計(jì)方法流程

根據(jù)圖2所示的內(nèi)涵特征,外形信息和尺寸信息是可視化模型中所包含的關(guān)鍵基礎(chǔ)信息,采用從下至上的建模方式,根據(jù)模型特征對(duì)模型進(jìn)行拆分建模,再將獨(dú)立的部件進(jìn)行拼接并設(shè)置成組合體,即得到含外形、尺寸信息的可視化模型;不同種類模型具有不一樣的外形渲染特征,主要由材質(zhì)、紋理屬性決定,材質(zhì)是紋理用于模型的媒介,紋理生成為材質(zhì)后根據(jù)需要可設(shè)置紋理類型、紋理間隙等特性,本文使用了對(duì)模型添加紋理和材質(zhì)貼圖的方法,該方法與直接在三維建模軟件中進(jìn)行外形渲染相比,不會(huì)對(duì)內(nèi)存和顯存有過(guò)高的要求[10];針對(duì)可重構(gòu)航天器概念設(shè)計(jì)階段需要考慮的幾何約束,本文采用按部件外形設(shè)置網(wǎng)格碰撞器(Mesh Collider)或添加腳本監(jiān)測(cè)部件間距離的方法實(shí)現(xiàn)重構(gòu)部件的幾何干涉屬性。可視化模型與物理特性之間的關(guān)聯(lián)包括特性數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)及特性模型更新。概念設(shè)計(jì)過(guò)程中,各重構(gòu)部件的可視化模型均具有唯一編號(hào),與模型庫(kù)中各數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)編號(hào)對(duì)應(yīng),將重構(gòu)部件可視化模型與物理特性在數(shù)據(jù)層面上對(duì)應(yīng)�？梢暬Ｐ椭懈髦貥�(gòu)部件的拼接關(guān)系、位置等信息為特性模型更新所需關(guān)鍵信息,隨著概念設(shè)計(jì)的進(jìn)行,上述信息通過(guò)重構(gòu)部件可視化模型中若干標(biāo)志點(diǎn)坐標(biāo)信息的提取和轉(zhuǎn)化獲取,并用于重構(gòu)部件物理特性模型的更新,以保證物理特性模型與可視化概念設(shè)計(jì)的一致性,支持航天器構(gòu)型的性能評(píng)估。

對(duì)于采用零件超單元的模型數(shù)據(jù),性能評(píng)估正確性的核心在于超單元模塊連接正確且各連接界面位置完全重合。本文采用了如圖4所示的一級(jí)超單元體系結(jié)構(gòu)[15],為調(diào)整子結(jié)構(gòu)的位置和姿態(tài),使用了POINT和SELOC語(yǔ)句來(lái)保證模塊連接的正確性。根據(jù)模塊拼接信息,POINT語(yǔ)句在空間中定義3 個(gè)不共線的點(diǎn)以標(biāo)志出模塊連接面的3 個(gè)頂點(diǎn),此后通過(guò)SELOC語(yǔ)句指定某超單元上對(duì)應(yīng)連接面的3個(gè)頂點(diǎn)調(diào)整位置與之重合,實(shí)現(xiàn)模型位置的正確調(diào)整與模塊組裝,該過(guò)程示意圖如圖5所示。圖4 一級(jí)超單元體系結(jié)構(gòu)[15]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3496897