Formbestämning på SAAB

Formbestämning på SAAB Skriv ut
Skrivet av Rosa Sivertsson
2012-06-27 13:39

Bakgrund

 

Formbestämning på SAAB Bakgrund Den matematiska ytdefinitionen på SAAB har en lång tradition. Redan under 1950-talet började den att användas.
Det matematiska konceptet som användes var s.k. conic lofting, som hade utvecklats av geometrikontorets dåvarande chef Nils Lidbro.Alla beräkningar utfördes på bordskalkylatorer och alla mellanresultat dokumenterades.
Vid den tiden infördes också måttsättning med hjälp av koordinater och lokala koordinatsystem s.k. koordinatmåttsättning, vilket var en stor rationalisering.
De nya matematiska rutinerna fick sitt genombrott på J29 (Tunnan).
Man gick över helt till matematisk ytdefinition, vilket var unikt vid den tiden. SAAB:s matematiska modell var en analytisk yta och därigenom kunde man beräkna vissa storheter i ytan såsom normalen, vilken sedan i sin tur användes för beräkning av offset-ytor.
Metoden som hade skapats av Nils Lidbro fick namnet FORMELA (FORMdefinition Enligt Lidbros Analytiska metod).
Så småningom datoriserades FORMELA och kopplades även ihop med SAAB:s egenutvecklade NC-program SAAB-ADAPT . FORMELA kopplades också ihop med SAAB:s första CAD/CAM-system IDS/Gerber. Snittkurvor i en yta beräknades i FORMELA och fördes sedan över till IDS/Gerber, där kurvorna användes till konstruktionsritningar och även till ritningar av verktygskonstruktion för framtagning av mallar.
Efterhand ökade kraven på FORMELA och istället för att vidareutveckla det så inköptes geometrisystemet NMG (Numerical Master Geometry) från BAe (British Aerospace).
NMG innehöll två stycken olika matematiska beskrivningar. Dels bikubiskt format och dels CONSURF format. Den bikubiska matematiken bygger, som framgår av namnet, på kubiska splines medan CONSURF-matematiken bygger på rationella kubiska kurvor – generaliserade conic segment.
När CATIA hade introducerats på SAAB så skapades också ett interface mellan NMG och CATIA så att ytor kunde föras över från NMG till CATIA. En yta från NMG kunde inte föras över direkt till CATIA, eftersom NMG och CATIA inte hade samma ytmatematik. Den matematiska ytbeskrivningen i CATIA var högregradspolynom. Därför blev den gemensamma nämnaren bikubiskt format, eftersom en kubisk spline är ett polynom av 3:e graden. Det fick till följd, att ytor, som var skapade med CONSURF-formatet, måste konverteras till bikubiskt format, vilket gjordes med vissa toleranser.
När CATIA introducerades på SAAB analyserades även CATIA:s ytdefini-tionsfunktioner, men vid det tillfället ansågs NMG vara bättre än CATIA. Det berodde bl.a. på att NMG hade vidareutvecklats och anpassats till SAAB:s krav. Som komplement till NMG användes också CAD-systemet VARKON. Där gjordes beräkningar för speciella ändamål. Geometrikern kunde själv skapa/programmera sina applikationer.
Så småningom skapades mer och mer ytor i CATIA och nu definieras alla nya ytor i CATIA V5. 

Formbestämning idag

 

Formbestämning på SAAB utförs idag av den s.k. geometrigruppen, men även av andra grupper. Geometrigruppen skapar flygplanets referensgeometri medan andra grupper, i första hand skrovkonstruktion, skapar ytor i samband med utredningar, konceptstudier, innerkonstruktioner m.m.
Nedan beskrivs formbestämningen som utförs av geometrigruppen.
Geometrigruppen skapar alltså flygplanets referensgeometri. Den består av flygplanets skalytor (SY), men även koordinatsystem för att bestämma olika referenser och även andra referenslägen.
Idag sker all definition av nya ytor i CATIA V5, men eftersom flygplansprojekten har lång livslängd måste många gånger de nya ytorna passas ihop med gamla ytor, som då är definierade i ett annat ytdefinitionssystem. Detta kan få diverse konsekvenser, eftersom toleranser i gamla och nya system är olika.
De nya ytorna som skapas i CATIA V5 skapas i huvudsak med GSD-arbetsbänken (GSD = Generative Shape Design). Ytorna analyseras med befintliga analysfunktioner i CATIA V5.
Att skapa ytor är en iterativ process, dels en iterativ process vid själva skapandet för att uppnå en yta med bra kvalitet, men även en iterativ process mot beställare och användare, som har sina krav. Dessa krav kan vara utrymmeskrav, aerodynamiska krav, tillverkningskrav m.m.
För att analysera ytorna aerodynamiskt så skapas kompletta flygplansmodeller så att aerodynamikavdelningen kan göra CFD-beräkningar (CFD = Computational Fluid Dynamics).
Formbestämningen idag består också av att skapa verktygsytor för kompositskal s.k. återspringsytor. För att skapa dessa verktygsytor får vi ett punktunderlag från hållfasthetsavdelningen, som har gjort beräkningar på hur kompositskalet kommer att ändra sig i härdningsprocessen. Vi skapar utifrån punktmängden ett cloud som vi sedan skapar en yta av. Arbetsbänken som används i CATIA V5 är DSE (DSE = Digitized Shape Editor).
Utvecklingen inom formbestämningen har gått från egenutvecklade system till inköpta system. Funktionaliteten i systemen har blivit bättre och bättre. Och det kraftfulla verktyget har också resulterat i att det är färre och färre som enbart arbetar med formbestämning av referensgeometri på SAAB.