引言

    離心泵的CFD計(jì)算和CAM制造都是以葉輪的3D模型為前提。而葉片的3D模型是生成葉輪3D模型的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

    離心泵葉片分圓柱形和扭曲形兩種。文獻(xiàn)講述了離心泵圓柱葉片的三維參數(shù)化建模。本文僅討論扭曲葉片的3D參數(shù)化建模，該方法同樣適合圓柱葉片的三維參數(shù)化建模。

    文獻(xiàn)引用雙三次Bezier曲面，利用反演計(jì)算確定扭曲葉片控制頂點(diǎn)的方法獲得扭曲葉片造型。該造型方法精度較低，不宜用于后期質(zhì)量設(shè)計(jì)和特性分析。

    本文依據(jù)泵水力設(shè)計(jì)CAD軟件得到木模圖上扭曲葉片表面離散的型值點(diǎn)，應(yīng)用無原型參數(shù)化建模方法實(shí)現(xiàn)了扭曲葉片的3D參數(shù)化建模，為實(shí)現(xiàn)離心泵葉輪的3D造型奠定了基礎(chǔ)。

    1 確定扭曲葉片參數(shù)化建模方案

    扭曲葉片是復(fù)雜的空間自由曲面，無法精確描述，依據(jù)泵水力設(shè)計(jì)CAD軟件獲得的扭曲葉片的二維木模圖上離散的型值點(diǎn)是用于扭曲葉片造型的唯一數(shù)據(jù)。因而，通過尺寸變量驅(qū)動(dòng)原型生成系列化葉片模型是行不通的。結(jié)合扭曲葉片的特點(diǎn)，以三維CAD軟件SolidWorks為平臺(tái)，用可視化編程軟件VB為開發(fā)工具，用VB提供的OLE控件封裝Microsoft Excel數(shù)據(jù)表，通過無原型參數(shù)化程序，由點(diǎn)到面，由面到體，最終放樣生成與設(shè)計(jì)參數(shù)相符的扭曲葉片的3D模型。

    2 扭曲葉片無原型參數(shù)化建模流程

    依據(jù)泵水力設(shè)計(jì)CAD軟件生成扭曲葉片的水力模型，讀取、轉(zhuǎn)換木模圖上扭曲葉片的型值點(diǎn)并保存于Excel數(shù)據(jù)表，由參數(shù)化程序獲取型值點(diǎn)，生成單個(gè)扭曲葉片的三維框架和實(shí)體流程如圖1所示，經(jīng)圓周陣列生成扭曲葉片的3D參數(shù)化模型。

    圖1 無原型參數(shù)化建模流程圖

    3 扭曲葉片的數(shù)學(xué)描述

    依據(jù)泵水力設(shè)計(jì)CAD軟件得到的比轉(zhuǎn)速120，流量23m3/h，離心泵葉片的軸面截線圖和木模圖，如圖2（a）、2（b）所示。

    3.1 型值點(diǎn)坐標(biāo)的讀取/轉(zhuǎn)換

    葉片軸面截線圖上獲取的葉片表面型值點(diǎn)坐標(biāo)用（r,θ,Z）表示，而SolidWorks軟件中點(diǎn)坐標(biāo)用（X,Y,Z）描述，因此需要將該柱面坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成笛卡爾直角坐標(biāo)系。本文在讀取和轉(zhuǎn)換扭曲葉片表面的型值點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，采用了同樣的方法。最后將木模圖上的型值點(diǎn)（r,θ,Z）和轉(zhuǎn)化后的坐標(biāo)（X,Y,Z）存儲(chǔ)至MicrosoftExcel軟件，如圖3所示，供參數(shù)化程序調(diào)用。

    圖3 扭曲葉片表面型值點(diǎn)數(shù)據(jù)表

    4 扭曲葉片無原型參數(shù)化建模主要程序

    下面僅將VB開發(fā)SolidWorks生成扭曲葉片中比較重要的參數(shù)化程序歸納如下。

    運(yùn)行參數(shù)化程序后，即可得扭曲葉片3D模型，如圖4（a）、4（b）、4（c）所示。

    5 總結(jié)

    以SolidWorks為開發(fā)平臺(tái)，采用無原型參數(shù)化建模方法實(shí)現(xiàn)了扭曲葉片的3D參數(shù)化模型。造型精度高、速度快，大大縮短了泵的設(shè)計(jì)周期，為后續(xù)生成葉輪的3D參數(shù)化造型、CFD模擬計(jì)算及葉片CAM奠定了基礎(chǔ)，該參數(shù)化方法同樣適用于其他葉片、機(jī)翼造型的開發(fā)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/

本文標(biāo)題：基于SolidWorks的扭曲葉片三維參數(shù)化造型系統(tǒng)的開發(fā)

本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/support/11121520551.html