飞机环控散热器焊装夹具模块化设计

摘 要

　　飞机环控系统是重要的机载系统之一，主要功能是向乘机人员和机载设备提供舒适的生存与工作环境。散热器是环控系统的关键产品，通常采用焊装的方式实现零组件的装配，焊装的精度和效率具有精度要求高、工艺路线长且复杂等特点，应用大量的焊接装配夹具来保证。

　　本文研究与开发了飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统，对飞机环控系统散热器焊装夹具设计知识进行归纳分析，将已有焊装夹具进行模块划分，基于此构建多层夹具模块，通过对模块的快速重用，实现夹具的模块化快速设计。

　　本文的研究内容和成果如下：

　　（1）提出一种集成公理设计与动态聚类的飞机环控散热器焊装夹具模块划分方法，通过公理设计中功能域与结构域间"Z"字映射求解对夹具进行初步划分从而得到子结构，在此基础上，依据功能结构关联度计算准则对子结构进行聚类，获取多种模块划分方案，并基于可持续设计理念对模块划分方案进行综合评价，获得最合理的模块划分结果。 （2）制定多层模块模型创建方案，基于参数化设计思想，综合考虑了元件间装配约束与尺寸参数关联关系，创建了元件级、组件级及产品级模块模型，满足目标夹具装配设计对夹具模 块的需求。

　　（3）研究了基于特征的模块快速装配属性添加方法，包括特征表示、特征匹配以及装配约束创建等关键技术，通过赋予模块快速装配属性，使其具备一定程度的智能性，减少装配操作步骤。

　　（4）构建多层模块库，对模块信息进行规范化管理，针对模块库中三维模型信息和装配属性信息制定存储策略。提出模块检索算法，建立关键特征索引对模块进行表达，通过最近相邻检索策略实现了多层模块的检索。

　　（5）给出了飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统需求分析和总体设计目标，并对系统总体框架和功能模块进行设计。使用NX Open API与Microsoft Visual Studio,基于NX平台开发飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统，满足企业的实际业务需求。

　　关键词：散热器，焊装夹具，模块化，快速装配，参数化设计，模块库

ABSTRACT

　　Aircraft environmental control system is one of the important airborne systems. Its main function is to provide a comfortable living and working environment for the crew and airborne equipment. The radiator is a key product of the environmental control system. The assembly of components is usually realized by welding. The accuracy and efficiency of welding have the characteristics of high precision, long and complicated process routes, and a large number of welding and assembly fixtures are used to ensure it.

　　This paper has researched and developed a modular design system for welding fixtures for aircraft environmental control radiators, summarized and analyzed the design knowledge of welding fixtures for aircraft environmental control radiators, pided the existing welding fixtures into modules, and built a multi-layer fixture based on this Module, through the rapid reuse of the module, to realize the rapid modular design of the fixture.

　　The research content and results of this article are as follows:

　　（1） A method for piding the welding fixture module of aircraft environmental control radiator integrating axiomatic design and dynamic clustering is proposed. The fixture is preliminarily pided by solving the "Z" mapping between the functional domain and the structural domain in the axiom design to obtain the sub- Structure, on this basis, the sub-structures are clustered according to the calculation criteria of the functional structure relevance, and a variety of module pision schemes are obtained, and the module pision scheme is comprehensively evaluated based on the sustainable design concept to obtain the most reasonable module pision result. （2） Develop a multi-layer module model creation plan. Based on the parametric design idea, comprehensively consider the assembly constraints and dimensional parameter association relationships between components, and create component-level, component-level and product-level module models to meet the target fixture assembly design and fixture Module requirements.

　　（3） Researched the feature-based rapid assembly attribute addition method of the module, including key technologies such as feature representation, feature matching and assembly constraint creation. By assigning the rapid assembly attribute to the module, it has a certain degree of intelligence and reduces the assembly operation steps.

　　（4） Build a multi-layer module library, standardize the management of module information, and formulate storage strategies for the three-dimensional model information and assembly attribute information in the module library. The module retrieval algorithm is proposed, the key feature index is established to express the module, and the multi-layer module retrieval is realized through the nearest neighbor retrieval strategy.

　　（5） The requirements analysis and overall design goals of the modular design system for welding fixtures for aircraft environmental control radiators are given, and the overall framework and functional modules of the system are designed. Use NX Open API and Microsoft Visual Studio to develop a modular design system for welding fixtures for aircraft environmental control radiators based on the NX platform to meet the actual business needs of the company.

　　Keywords: radiator, welding fixture, modularization, rapid assembly, parametric design, module library

目 录

　　第一章 绪论
　　1.1 研究背景及意义
　　飞机环控系统是重要的机载系统之一，主要功能是向乘机人员和机载设备提供舒适的生存与工作环境。散热器是环控系统的关键产品，通常采用焊装的方式实现零组件的装配，焊装的精度和效率具有精度要求高、工艺路线长且复杂等特点，应用大量的焊接装配夹具来保证。

　　飞机环控散热器焊装夹具在通用计算机辅助设计（CAD）系统中设计方式可分为自底向上设计与自顶向下设计[1][2].自底向上设计是指在CAD中依据二维尺寸图对装配所需的全部零件进行三维模型创建，接着组装模型、建立装配体[3],当装配体中零件之间存在装配干涉，或不能满足装配要求时，需重新设计零件，并对其再次组装[4].自顶向下设计是指从夹具的功能需 求出发制定夹具设计初步方案，根据夹具二维工装草图，确定零件间装配规则，完成夹具总体的概念设计，随后依据零件间装配规则，对零件进行概念设计及详细设计[5],设计过程中若某一零件被修改，其他零件会受影响而产生变化，需对受影响的零件重新设计，并再次组装[6].

　　当前设计人员通常依据经验采用其中一种方法来解决工程实际问题，然而两种通用计算机辅助设计方式都存在一定的弊端：设计过程中若某一零件出现装配干涉或尺寸型号有错误，需要对此零件或受影响的其他零件重新建模及装配，对模型及设计知识的重用能力较低，导致设 计操作繁琐且效率低下；由于设计人员本身知识、经验的差异，导致夹具产品质量良莠不齐；随着散热器新品量不断攀升，对其夹具快速设计的需求越发迫切，很多优秀的夹具设计经验没有被有效管理和重新利用，无法满足散热器变更对飞机环控散热器焊装夹具设计的快速响应要求；除此之外，二维工装的设计模式，不利于为数字化的工艺设计、生产加工等其它业务环节提供有力支持。

　　模块化设计思路、方法、技术和系统在飞机主机制造[7]、飞机强度试验[8]领域有着成功的应用，并取得了良好的效果。此外，模块化将带来最大化的设计重用[9],以最少的模块、零部件，更快速的满足更多的个性化需求[10].本文采用自底向上设计为主，自顶向下设计为辅的混合式设计方法，并在此基础上进一步升华，开发模块化设计系统，可使夹具设计更加标准化、系列化。通过飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统的开发，将达到如下效果：

　　（1）提高飞机环控散热器焊装夹具设计效率系统将提供客户化的操作界面，通过简单的交互操作或信息录入即能快速生成新的焊装夹 具，从而简化飞机环控散热器焊装夹具设计过程，提高设计效率。

　　（2）提升飞机环控散热器焊装夹具设计质量。

　　设计人员基于统一的设计界面即可完成模块的变型更新，新的飞机环控散热器焊装夹具产 品能够继承优秀的设计知识和结构，保证了飞机环控散热器焊装夹具设计质量的稳定性。 （3）降低飞机环控散热器焊装夹具制造成本基于模块化设计系统生成的飞机环控散热器焊装夹具设计结果具有模块化、标准化和系列化的特性，在加工时，可以统筹加工资源，尽量避免非标件的生产以削减成本；同时生成的标准化、系列化夹具模块可以有效提升夹具资源的重用率，减少加工需求。

　　通过梳理、提炼飞机环控散热器焊装装夹具设计知识及方法，分析与归纳飞机环控散热器焊装夹具的结构特征，综合运用模块化设计技术，开发飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统，可为飞机环控散热器焊装夹具设计提供整体解决方案，提升飞机环控散热器焊装夹具设计的标准化、模块化水平，保证飞机环控散热器焊装夹具设计效率与质量，同时降低设计和制造成本。此外通过本课题的实施促进飞机环控散热器焊装夹具设计的全三维化，为全三维工艺的应用以及后续工艺工装一体化设计的实施提供技术支持。

　　1.2 国内外研究综述
　　1.2.1CAFD 技术研究综述
　　计算机辅助夹具设计（CAFD）是综合运用计算机相关技术进行夹具设计的一种新思路[11], 其流程可划分为概念设计、构形设计与性能评价三个阶段，三者组织关系与结构见图1.1[12].

　　（1）概念设计
　　飞机环控散热器焊装夹具概念设计的主要任务是依据芯体或散热器的形状、焊接工艺及目标设计需求对夹具的结构进行有效设计，以满足芯体或散热器工件的装夹、定位要求，概念设计的质量对夹具的最终结构性能将产生重大影响。

　　当前飞机环控散热器焊装夹具概念设计主要依赖于夹具设计者自身的阅历、常识，对优秀工装设计知识的重用度较低，因此存在焊装夹具设计质量良莠不齐的现象。针对这一情况，已经有不少专家学者将多色图模型[13]、混合推理技术[14]、网格变型技术[15]等理论引入到产品概念设计中，为解决焊装夹具概念设计问题指明了途径。
　　（2）构形设计
　　构形设计是对概念设计的进一步求解，构形设计的主要任务是设计目标飞机环控散热器焊装夹具所需的元件三维模型及确定其尺寸参数，进一步使概念设计的焊装夹具产品具体化。

　　黄斌达[16]提出功能域到结构域映射的夹具设计方法，根据夹具设计过程中元件间的约束层 次，对夹具高层级功能划分得到子功能集合，进而依据功能域到结构域之间的映射得到夹具设计的初始结构方案。

　　范孝良[17]通过Virtools建立虚拟的装配环境，模拟实际装配过程中添加几何约束的方法，协助用户完成元件的快速装配。

　　Peng[18]以虚拟现实技术为基础，研究与开发了CAFD系统，从而在虚拟环境中完成夹具的装配工作。

　　Djordje Vukelic[19]研究并开发了基于实例推理的CAFD系统，设计人员仅需输入目标零组件特征描述信息，系统即可自动运算并检索得到目标夹具元件。

　　（3）性能评价构形设计
　　完成后需对焊装夹具产品进行性能评价。

　　张胜文[20]综合考虑了夹具定位精度以及制造经济性，采用多重评价指标对夹具进行分析，从而对设计夹具的性能进行综合评价。

　　张莉[21]分析了定位基准的选择对夹具功能结构的影响，且对夹紧力的大小及夹紧元件的选择进行分析。

　　Rai[22]使用有限元工具对工件性能进行分析，最终得出工件变形的产生与加工过程中材料铣削步骤相关。

　　Siebenaler[23]依据划分的网格形状和大小差异，使用有限元工具对产品变形进行分析，以此作为突破口对工件性能进行了评价。

　　Boyle[24]等针对夹具经济性指标，运用启发式算法对其性能进行了综合评价。

　　在以上焊装夹具设计流程中，概念设计处于最高层级，是夹具设计实施前的构思，此阶段的设计工作对夹具最终成品质量好坏以及柔性化程度起到至关重要的的作用，概念设计、构形设计和性能评价三者相辅相成，不可分割。 在CAFD研究领域中，现有的研究侧重于对如何快速获取需要的夹具设计知识，而对获取知识后怎样快速生成新的目标设计夹具研究较少，此外，对设计知识的重用大多停留在组件级及元件级实例层次，对于能保存绝大部分设计信息的产品级实例的相关研讨较少。

　　1.2.2 模块化设计技术研究综述

　　模块（Module）是指可以组合成系统，具有一定独立功能且以典型的通用单元形式存在的结构[25].

　　就其零部件而言，模块具有很多的特点，体现为以下几点：

　　首先，可以独立地完成功能作用并得到输出，实现一定的独立功能作用；其次，能够通过约束条件聚合从而构成一个整体；最后，具备标准化的接口，能够实现模块间的互换。

　　模块化是标准化更高层次的表现，模块化通过侧重于夹具功能结构级的标准化而完成夹具产品的品类多样性。经过对夹具产品的功用构造进行剖析，综合运用模块化思想对夹具功能进行系列规划，且对其进行模块划分，可获取优化后的结构模块，用结构模块组成具备一定功能结构要求的新夹具产品[26].

　　常用夹具产品的模块化设计过程，见图1.2.

　　常用夹具产品的模块化设计过程主要涵盖确定需求、零部件分析、模块化规划、结构模块优化四步。
　　（1）确定需求确定需求主要是通过分析以往设计资料和订单数据，对丰富的知识经验进行深度挖掘，从而根据市场规律对需求进行预判。

　　（2）零部件分析对已有夹具资源剖析演绎，确定夹具功能结构中可通过标准化或模块化来代替的零部件，并对此类零部件进行统计。

　　（3）模块化规划对已有夹具产品进行功能统计并系列化，结合模块化设计原理对系列化的夹具产品进行模块划分。

　　（4）结构模块优化对得到的模块进一步优化，可根据功能需求和结构间关联度进行重组或聚类，此外可通过专家打分的方式进行模块筛选，从而实现模块结构优化。

　　刘曦泽[27]提出了通过构建模块化产品平台对复杂机电产品进行设计，该方法以已有产品资 源为研究对象，通过获取资源平台中的相关模块资源，进行模块化设计。

　　陈谦庄[28]剖析了企业实际业务需要，研究与开发了定制化的产品模块化设计系统，在软件二次开发技术的基础上结合模块化设计系统进行产品的快速设计。

　　谌炎辉[29]对模块划分方法做了深度研究，以模块最大最小的划分方案为出发点，在此基础上对划分的模块进行聚类。此外还研究了结合BOM（产品物料清单）和最优模块的模块划分方法，并以装载机为例，从多个层次进行模块划分实例验证。

　　张黎明[30]以航天产品为研究对象，研讨了产品模块化设计过程，对航天产品性能构造进行剖析及归纳，且对划分的模块进行了系统性的研究。

　　王福胜[31]依据模块划分原则对机床夹具零部件进行划分，并对机床夹具零部件进行参数化建模，采用快速装配策略实现了零部件的装配工作。

　　针对模块划分，吕健[32]等提出了层次聚类模块划分措施，刘涛[33]等依据产品生命周期的每个阶段特征和制造难度，基于可持续设计概念提出了模块划分方法，胡东方[34]从结构间关联度出发，考虑了子结构的独立性，钟诗胜[35]、吴惠霞[36]等考虑了子功能的独立性。 从模块化设计相关研究文献可获知，已经有不少专家学者对模块化设计理论与应用进行了研究，然而对模块化设计的研究工作大多针对模块化设计过程中某一阶段或采用某一固定措施，缺乏对整个过程的研究。此外，在飞机环控散热器焊装夹具模块化设计领域的研究甚少，针对飞机环控散热器焊装夹具结构特征、飞机环控散热器焊装夹具模块划分，以及飞机环控散热器焊装夹具模块化设计过程，缺乏完善的理论指导和相关实践。

　　飞机环控散热器焊装夹具结构较为复杂，零部件数量和类型较多，产品设计过程中更改频繁，导致焊装夹具修改工作量大。飞机环控散热器焊装夹具模块化设计不但可以应战上述问题，同时也是最符合制造业现状和特点的先进制造技术。通过开发合理的飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统，可以有效、快速地生成客户所需的目标夹具，同时模块的统一管理与存储将有利于节约资源、降低成本。

　　1.3 课题来源与研究内容

　　1.3.1 课题来源

　　本课题来源于南京航空航天大学与国内某航空机电液压产品制造企业合作项目。课题的目的是开发一个全三维化的飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统，可以针对多种类型、尺寸型号的飞机环控散热器，完成相应的焊装夹具快速设计，以提升散热器焊装夹具设计的标准化和模块化水平。

　　1.3.2 研究内容

　　本文的研究内容可以概述如下：

　　（1）飞机环控散热器焊装夹具模块划分通过对飞机环控散热器焊装夹具的功能结构分析研究，采用模块化思想进行统一与简化，结合公理设计理论与动态聚类思想，针对模块划分这一难点提出合理、高效的模块划分方法，获取具备功能独立性的模块，且对模块划分方案评价体系进一步研究，得到最合理的模块划分结果。

　　（2）飞机环控散热器焊装夹具多层模块创建模块模型是模块化设计的基础，如何对模块划分得到的多层模块进行模型重构是研究的重点内容，模块结构、尺寸参数与装配关系等设计信息和规则最终都应蕴含在模块三维模型中，相关设计信息和规则都可通过系统解析而获取，实现知识的重用和传递。

　　（3）飞机环控散热器焊装夹具模块快速装配模块装配速度的提升是一大难点，本文以飞机环控散热器焊装夹具模块装配特征为出发点，对特征表示、特征匹配及约束建立等关键技术进行研究，进而提出模块快速装配方法，赋予模块快速装配属性，简化模块之间以及模块与工件之间的装配操作步骤，提高装配设计效率。

　　（4）飞机环控散热器焊装夹具多层模块库构建多层模块库为飞机环控散热器焊装夹具设计提供底层模块资源，因此，应对多层模块库结构进行设计、构建，针对模块库中三维模型信息和装配属性信息制定存储方案，实现对模块信息的统一、规范管理。 （5）飞机环控散热器焊装夹具多层模块检索本文采取的设计策略是在多层模块库中不断地检索求解，从而获得与待求解问题较为相似的模块资源集合，怎样获取多层模块库中的资源是研究的重点，针对这一问题应制定合理的多层模块检索策略，提出检索算法，进而实现对多层模块库中产品级、组件级及元件级模块的表达及检索。

　　（6）飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统的开发和实现飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统的开发和实现是研究的重点，系统应提供客户化的操作界面，使用户通过界面提示和简单的交互操作即能快速设计出新的飞机环控散热器焊装夹具，从而极大地减少设计过程中的操作步骤，为飞机环控散热器焊装夹具设计提供整体、快速解决方案。

　　1.4 论文章节安排

　　本文共分为六个章节，各章节概述如下：

　　第一章介绍了本课题的研究背景、意义、国内外现状、课题来源及研究内容。分析飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统的研究意义；介绍国内外学者对CAFD和模块化设计技术的研究，包括常用CAFD流程及模块化设计过程等；说明课题来源，确定本文的研究工作并据此作出本文的章节安排。

　　第二章研究了飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统框架设计。给出飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统需求分析和总体设计目标，对系统总体架构和功能模块进行描述；在分析传统飞机环控散热器焊装夹具设计方法的基础上，给出飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统运行流程，为后续系统的开发搭建框架。

　　第三章研究了飞机环控散热器焊装夹具模块划分及多层模块建模。提出一种集成了公理设计和动态聚类的飞机环控散热器焊装夹具模块划分方法，以公理设计功能域与结构域间映射分解为基础进行不同层级的模块初步划分，得到功能子结构，然后依据子结构功能与结构关联度计算准则，对子结构进行动态聚类，在此基础上，基于可持续设计理念对模块划分方案进行综合评价，得到最合适的模块划分方案；为满足装配设计对模块模型的需求，提出多层模块参数化模型创建方法，在参数化设计技术和尺寸参数关联关系的指导下，对夹具模块划分得到的多层模块进行模型创建。研究基于装配特征的焊装夹具模块快速装配属性添加方式，包括装配特征表示、装配特征匹配和装配约束建立等关键技术，使模块具备一定程度的智能型，从而实现模块的快速装配功能。

　　第四章研究了基于多层模块库的飞机环控散热器焊装夹具设计。对多层模块库进行构建，包括多层模块库设计与多层模块信息存储，针对三维模型信息和装配属性信息分别制定了模块信息存储策略；为实现对多层模块库中模块资源的的获取，提出模块检索算法，基于特征索引对产品级模块进行编码表示，提出了产品级模块相似匹配算法，对产品级、组件级及元件级模 块分别实现了表示与检索；研究了基于多层模块库的飞机环控散热器焊装夹具设计方法，通过在模块库中检索得到目标设计夹具模块并修改，依照装夹要求将其装配设计成新的飞机环控散热器焊装夹具。

　　第五章研究了飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统实现。对飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统功能子结构分别进行详细介绍；通过某型号飞机环控散热器焊装夹具的设计实例验证飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统功能，并结合企业实际使用情况给出系统应用效果。

　　第六章对本文的研究工作进行总结，且对未来的研究工作进行展望。

　　全文组织结构如图1.3.

　　第二章 飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统架构设计

　　2.1 引言

　　2.2 系统需求分析和总体设计目标

　　2.2.1 系统需求分析

　　2.2.2 系统总体设计目标

　　2.3 系统框架与功能设计

　　2.3.1 系统框架设计

　　2.3.2 系统功能设计

　　2.4 系统运行流程

　　2.5 本章小结

　　第三章 飞机环控散热器焊装夹具模块划分及多层模块建模

　　3.1 引言

　　3.2 集成公理设计与动态聚类的焊装夹具模块划分

　　3.2.1 模块划分对象分析

　　3.2.2 模块划分流程设计

　　3.2.3 基于公理设计的模块初步划分

　　3.2.3.1 公理设计方法

　　3.2.3.2 模块初步划分

　　3.2.4 集成动态聚类的模块二次划分

　　3.2.4.1 子结构聚类影响因素

　　3.2.4.2 子结构关联度计算

　　3.2.4.3 子结构聚类与划分

　　3.2.5 基于可持续设计的模块划分方案评价

　　3.3 多层模块参数化模型创建

　　3.3.1 模块模型创建方法

　　3.3.2 元件级模块模型创建

　　3.3.2.1 标准件模块模型创建

　　3.3.2.2 定制件模块模型创建

　　3.3.3 组件级模块模型创建

　　3.3.4 产品级模块模型创建

　　3.4 基于装配特征的模块快速装配属性添加

　　3.4.1 装配特征表示

　　3.4.2 装配特征匹配

　　3.4.3 装配约束建立

　　3.5 本章小结

　　第四章 基于多层模块库的飞机环控散热器焊装夹具设计

　　4.1 引言

　　4.2 多层模块库构建

　　4.2.1 多层模块库设计

　　4.2.2 多层模块信息存储

　　4.2.2.1 模块信息存储方案

　　4.2.2.2 三维模型信息存储

　　4.2.2.3 装配属性信息存储

　　4.3 基于实例推理的多层模块检索

　　4.3.1 模块检索算法

　　4.3.2 产品级模块检索

　　4.3.2.1 产品级模块表示

　　4.3.2.2 产品级模块相似匹配算法

　　4.3.3 组件级及元件级模块检索

　　4.4 焊装夹具模块化设计

　　4.5 本章小结

　　第五章 飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统实现

　　5.1 引言

　　5.2 系统功能介绍

　　5.2.1 模块划分子系统

　　5.2.2 多层模块管理子系统

　　5.2.2.1 装配属性添加工具

　　5.2.2.2 多层模块信息管理工具

　　5.2.3 模块化设计子系统

　　5.2.3.1 产品级模块参数化设计工具

　　5.2.3.2 快速装配设计工具

　　5.3 模块化设计实例

　　5.4 系统应用效果

　　5.5 本章小结

第六章 总结与展望

　　6.1 全文工作总结

　　本文将模块化设计技术应用于飞机环控散热器焊装夹具设计中，在此基础上，开发飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统。提升了飞机环控散热器焊装夹具设计的标准化、模块化水平，进而提高了设计效率与质量，同时降低了设计和制造成本。此外，通过本课题的实施促进了飞机环控散热器焊装夹具设计的全三维化，为全三维工艺的应用以及后续工艺工装一体化设计的实施提供了技术支持。

　　本文做了如下研究工作：

　　（1）飞机环控散热器焊装夹具模块划分提出了一种集成公理设计和动态聚类的飞机环控散热器焊装夹具模块划分方法，依据公理设计"Z"字映射求解及子结构动态聚类，从而得到不同结构类型的飞机环控散热器焊装夹具模块划分方案，并基于可持续设计理念对模块划分方案进行综合评价，形成符合企业实际业务需求的夹具模块。

　　（2）飞机环控散热器焊装夹具模块快速装配属性添加研究了基于装配特征的焊装夹具模块快速装配属性添加方式，包括装配特征表示、装配特征匹配和装配约束建立等关键技术，赋予模块快速装配属性，使其具备一定程度的智能性，实 现了模块的快速装配。

　　（3）飞机环控散热器焊装夹具多层模块参数化模型创建对多层模块进行参数化模型创建，模块尺寸参数和模块间装配约束关系等设计知识和规则最终都蕴含在模块中，相关知识和规则都可以由系统解析获取，从而实现知识的共享和传递。

　　（4）飞机环控散热器焊装夹具多层模块库构建对多层模块库进行设计、构建，针对模块库中三维模型信息和装配属性信息制定存储方案，采取的策略是在产品数据管理软件中进行模块资源分类存储，实现了模块资源的科学存储及有效重用。

　　（5）飞机环控散热器焊装夹具多层模块检索为获取模块库中的资源，提出模块检索算法，建立关键特征索引信息对模块进行表达，采用最近相邻检索策略计算特征描述信息与模块资源间相似度，进而实现对多层模块库中产品级、组件级及元件级模块的表达及检索。

　　（6）飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统的开发和实现开发了飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统，提供客户化的操作界面，使用户可以通过界面提示和简单的交互操作即能快速设计出新的飞机环控散热器焊装夹具，为飞机环控散热器焊装夹具设计提供整体、快速解决方案。

　　6.2 展望

　　本文研究与开发了飞机环控散热器焊装夹具模块化设计系统，并取得了一定的研究成果，可有效提高飞机环控散热器焊装夹具的设计效率与质量。然而，本系统当前还存在亟需补充的地方：

　　（1）模块覆盖范围不全本文已构建的模块库包含的是现有飞机环控散热焊装夹具模块，在新焊装夹具设计过程中，常常会有新组件级及元件级模块的需求，导致模块库中检索不到合适的模块。因此需要通过大 量新焊装夹具模块划分，对划分的模块进行参数化模型创建并入库，不断丰富多层模块库中的资源。

　　（2）装配属性具有种类多样性由于部分模块在实际使用中的装配方式具有多样性，在对组件级及元件级模块添加装配属性时存在装配方式考虑不周的情况，会造成无法完成快速装配，需要使用 NX 系统预置的工具进行装配。因此针对这些模块还需要在繁复的实际使用中不断完善装配属性的类型，提供给用户更多装配方式的选择。

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致谢

　　时光荏苒，从研一到研三转瞬即逝，当初那个懵懂的青年即将告别母校。两年半虽然不算很长，但是依旧丰富多彩，在此感谢南京航空航天大学，为我提供了科研和生活的平台。

　　感谢我的导师周来水教授，从开题到完稿，都离不开周老师的耐心指导。周老师严谨的科研精神以及积极乐观的生活态度，为我树立了学习和生活上的榜样。在课堂上，周老师思维缜密、平易近人，用他专业的话语向我们传授学术知识，遇到历史、经济、文化等问题时也能为我们指点迷津。在日常生活中，周老师以身作则，使我学到了立身处世的道理。衷心祝愿周老师身体健康、科研顺利。

　　感谢卫炜老师在我科研、出差、生活中都提供了无微不至的帮助，同时感谢卫老师对我的论文提出宝贵的意见，感谢课题组安鲁陵老师、王小平老师等对我的关心和指导，祝愿各位老师桃李满天下。

　　感谢黄斌达博士在我科研和出差中提供的帮助，祝愿他工作顺利、前途似锦。

　　感谢博士生刘霞、闫杰琼、岳烜德、李国华、张微、韩宁、陈梦琪和杨浩然，他们对学术的探索精神以及对生活的热情都深深地影响着我，希望他们在科研的道路上一路畅通、再攀高峰。

　　感谢同届硕士生余莹、尚佳策、冯天民、陈江宁、花蕾蕾、叶鑫和魏灵航，感谢他们一直以来在科研和生活中给予我的帮助和关心，在过去的两年多里，我们一同上课，一起科研，结伴玩耍，感谢他们一直陪伴着、鼓励着我度过研究生生涯。

　　感谢硕士生海宇、胡少乾、文思扬、韦正渊、黄耀然、蔡跃波、王楚凡和刘庆波，感谢他们为我的科研工作带来新的思路，感谢他们为教研室增添了新的活力。感谢硕士生姜策、陈序、金圣杰、刘梦玲、黎雪婷和周诗雨，感谢他们加入我们教研室这个大家庭，共同科研、共同成长。

　　感谢我的室友马成庆、谢天海和吴茂宁，感谢他们一直以来在科研和生活上提供给我的帮助，感谢他们为 606 寝室带来欢声笑语，祝愿他们步入职场后工作顺利。

　　我的父亲、母亲和妹妹，感谢他们一直以来给予我无私的支持和帮助，祝愿他们身体健康、万事如意。

　　最后，感谢所有参与我论文评审及答辩的老师，他们的宝贵意见将使我受益匪浅。

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