上海模具设计培训、基于UG的飞机发动机叶片造型的方法研究VIP免费

第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共6页上海模具设计培训、基于UG的飞机发动机叶片造型的方法研究摘要：叶片是航空发动机的关键部件之一，针对其结构的复杂性和不规则性，介绍了基于UG的飞机发动机叶片造型方法。指出了造型过程中的难点和重点问题是：如何使叶片剖面对应的样条曲线经放样后成为光滑曲面，以及阻尼台的造型方法。以某飞机发动机叶片为例，对叶片造型中的几个问题进行分析，验证了其造型方法的可行性。结果表明：应用UG软件的曲面造型功能，使叶片的设计开发变得精确，进一步提高了叶片的设计效率和加工精度。关键词：UG；叶片；阻尼台；曲面造型1引言叶片作为航空发动机的关键部件之一，其特点（上海数控模具培训）是结构复杂，数量种类繁多。随着对发动机性能要求的提高，叶片的形状更趋复杂，加工更为精密，因此叶片的精确几何造型就成了叶片加工的必要前提。而叶片形状的不规则性及复杂性，使得叶片实体建模较一般实体造型更为复杂多变[1]。UGNX软件是集成机械化的CAD/CAM/CAE软件，在复杂曲面造型、装配处理速度以及绘图效率等方面有很强的优越性，目前广泛用于航空、航天、汽车、模具、通用机械和家用电器等领域。UG软件在装配处理速度、复杂曲面造型以及绘图效率等功能方面有很大的优越性；同时UG所建立的3D曲面模型，将成为整个设计生产流程的核心，它可以接受及输出完整的文件资料，对复杂曲面进行精确而完整的几何分析，这将为后续叶片的精确加工提供强有力的理论基础。2基于UG的叶片造型以某航空发动机叶片为例，它由叶身、榫头和阻尼台组成。叶身界面是具有一定弯度的叶型。各截面的形状和相对位置沿叶高是变化的并存在扭向。榫头是转子叶片与盘联结和承力的重要部位，而阻尼台则是在转子叶片叶身(一般叶片较大或较长)叶身中部凸出的用于阻尼叶片振动的凸台。在确定造型方案时，将叶片分为叶身、榫头和阻尼台三部分分别造型[2]。2.1叶片的原始造型数据叶片几何造型实质就是要找到一种数学方法来描述叶片曲面，该方法既能有效地满足形状表示和几何设计要求，又便于形状信息和产品资料交换。几何造型用的叶片原始资料是根据流体力学原理计算出来的沿叶高方向上的截面型值点数据[3]。2.2叶身的造型2.2.1基准面的选择由于给定的原始数据在截面内不能简单地表示成单值函数，加之所给的叶片截面离散点数据是相对于整个叶片的，所以要对给定的坐标系进行调整，以便使叶片曲面实际建模时所采用的基准坐标系与工作坐标系保持一致。就叶身而言，各基准面之间是平行关系。2.2.2线条数据的处理第2页共6页第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共6页UG软件可以直接从*.dat文件中读入样条点的数据，所以先将设计所提供的叶身的离散点数据，编译成UG所能识别的dat的文件格式，存储在计算机里。使用UG软件的Spline(样条)命令，将叶身的离散数据点拟合成光滑精确的闭合曲线，得到如图1所示的曲线。2.2.3二维曲线的形成根据所给数据，在所选定的基准面上做出一系列的点和曲线，因为封闭曲线的两端是两个不同半径的圆弧，所以如何形成光滑的、连续的封闭曲线是造型中的重点和难点。相对于前缘的曲率，叶片叶身的曲率几乎为零，叶片前端的局部可以简化为与圆弧相切的两条直线，如图所示。将两端圆弧与中间曲线连接，对圆弧进行修整剪切，再对连接的曲线进行光顺，形成封闭的曲线。如图3所示，此为叶片一条剖面曲线。第3页共6页第2页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共6页2.2.4叶片三维造型的实现如前所述，叶片空间各截面的形状和相对位置随叶（上海机械模具培训）高是变化的。在利用UG中自由曲面成型中的通过曲线(ThroughCurve)功能将曲线拟合成曲面时，每条样条的切线方向必须相同，否则拟合成的曲面将会发生空间扭曲。若已经形成方向不一致的曲线，可用分割曲线的方法，在曲线上重新设立起始点，以改变起始点的方向，之后再进行合并。整个叶片的曲面拟合是在光滑拟合曲线的基础上进行的，大致可分为两个过程。(1)基本拟合。通过选择叶片曲线...