一种虚拟应变片实现方法

摘要

本发明属于航空强度试验技术领域，涉及一种虚拟应变片的实现方法。电阻应变片是飞机结构强度试验常用的一种应力、应变测量元件，以电阻应变片作为传感元件，将其牢固地粘贴在飞机构件的测点上，构件受力后由于测点产生应变，应变片也随之变形而使应变片的电阻发生变化，再由专用仪器测得应变片的电阻变化大小，并转换为测点的应变值。本发明的目的是提供一种效率高、交互性好的虚拟应变片实现方法。

主权项

一种虚拟应变片的实现方法，涉及常用的单片和45度花片，通过CATIA环境进行图形表述，并对不同类型虚拟应变片通过不同的外形进行区分，其特点是：虚拟单片由单个矩形图形构成，输入特征仅包括一个点和一条直线；虚拟花片由三个矩形图形组成，输入特征包括3个点，分别是花片中心点、0度方向点以及0度片方向和90度片方向平面上的点，所述3个点分别简称为花片1号点、花片2号点和花片3号点；虚拟应变片的实现步骤为：(1)建立虚拟应变片特征利用CAA技术建立虚拟应变片特征，定义输入输出及特征的功能属性；虚拟单片的输入特征为1个三维点和1条直线，输出特征为矩形平面数模，功能属性包括点坐标、方向矢量、应变值以及应变片号；虚拟花片的输入特征为3个三维点，输出特征为3个矩形平面组合而成的花片外型数模，功能属性包括3个点坐标、3个方向矢量、3个应变值以及3个应变片号；(2)绘制虚拟应变片数模利用虚拟应变片特征的输入信息分别构建虚拟单片和虚拟花片数模；所述虚拟单片的建模算法为：(a)基于输入的线特征求得该特征的方向矢量；(b)以输入的点特征为起点，沿线特征矢量的正负方向做延伸，形成一条直线；(c)建立垂直于线特征矢量且经过点特征的临时线，并计算临时线的方向矢量；(d)以步骤(b)形成的直线为基础，沿临时线矢量的正负方向做延伸，形成矩形面，即虚拟单片数模；所述虚拟花片的建模算法为：(a)分别求出虚拟花片输入的3个点特征的坐标，并以花片1号点为起点，计算花片1号点指向花片2号点的方向矢量，记为A矢量；以及花片1号点指向花片3号点的方向矢量，记为B矢量；(b)将A矢量与B矢量做矢量的叉积，形成C矢量，再将C矢量与A矢量做矢量的叉积，得到D矢量；(c)构建一个以花片1号点为圆心，位于A矢量和D矢量组成的平面的圆，并在该圆上求出45度角的点，记为花片4号点；(d)计算花片1号点指向花片4号点的方向矢量，记为E矢量，并将花片2号点投影到E矢量的线段上求出投影点，记为花片5号点；(e)计算花片5号点指向花片4号点的方向矢量，记为F矢量；(f)以输入的花片1号点特征为起点，沿A矢量正负方向做延伸，形成一条直线，再以该直线为基础，沿D矢量正负方向做延伸，形成矩形面，即花片0度片；(g)以输入的花片1号点特征为起点，沿D矢量正负方向做延伸，形成一条直线，再以该直线为基础，沿A矢量正负方向延伸，形成矩形面，即花片90度片；(h)以输入的花片1号点特征为起点，沿E矢量正方向做延伸，形成一条直线，再以该直线为基础，沿F矢量正负方向做延伸，形成矩形面，即花片45度片；(i)对0度片、45度片和90度片做布尔加运算即为虚拟花片数模；(3)建立虚拟应变片交互粘贴命令创建虚拟应变片交互粘贴命令，其中包括用户交互选取点、线特征，在满足虚拟应变片绘制输入的条件下，实现虚拟应变片特征的建模。