具体实现二叶型叶轮参数化设计的程序步骤

2013/11/22 9:28:51      点击:
二叶型叶轮由于是轴对称图形,因此绘制叶型时只要绘制出一半,另一半就很容易得出。
1.圆弧线叶型
如图4所示为二叶圆弧线叶型示意图。

图4二叶圆弧线叶型示意图

分析二叶圆弧线叶型,其实际上是由四段曲线构成:上下两段圆弧线BCD和FGH,左右两段圆弧包络线HAB和DEF。首先在前视基准面草绘出由此四段曲线构成的截面,再拉伸成实体即可。程序实现步骤如下:

STEPI:根据用户输入的设计参数,计算其它尺寸参数。
STEP2:根据叶谷型线参数方程,绘出左右两条叶谷曲线HAB和DEF。
(1)建立循环体,循环区间设定为参数t的定义域(一It)。
(2)设定合适的增量dt,计算该曲线上一系列点的二维坐标值(x,y)
(3)令所有点的z坐标都为0,调用通过自由点绘制曲线的函数,以令该曲线通过由参数方程生成的一系列点

STEP3:进入草绘状态,转换叶谷线为草图实体,再画出上下两条圆弧线BCD和FGH,绘出完整截面图。

(1)选取前视基准面,进入草绘模式
(2)选取两条叶谷线,将其转换成草图实体
(3)通过左叶谷线上端点D,右叶谷线上端点B以及上叶峰圆弧顶点C这三点绘制出上圆弧线
(4)通过左叶谷线下端点F,右叶谷线下端点H以及下叶峰圆弧顶点G这三点绘制出下圆弧线
(5)完成草图绘制,退出草图模式
STEP4:拉伸实体,形成叶轮外形。
其中STEP2要求绘制由参数方程确定的复杂曲线。因此调用“通过XYZ的曲线”这个功能来实现,即先计算出满足参数方程的一系列点,再将这一系列点连接成曲线。
关键代码如下:
Pant.1nsertCurveFileBegin
For t=M_PI/4 To M_PI/4 step dt
sin_B=(b*sin(2*t)-·a*sin(t))/Sqr(a*a+b*b-2*a*b*cos(t))
cos_B=(a*cos(t)-b*cos(2*t))/Sqr(a*a+b*b-2*a*b*cos(t))
x=2*a*cos(t)-b*cos(2*t)-·r*cos_B
y=2*a*sin(t)-b*sin(2*t)+r*sin_B
Part.InsertCurveFilePoint x*0.001,y*0.001,0
.........
Next t
Part.InsertCurveFileEnd
其中与STEP3对应的关键代码如下:
boolstatus=Part.Extension.SelectByID2(“前视基准面”,”PLANE”,0,0,0,False,0,Nothing,0)
Part.1nsertSketch2 True
boolstatus=Part.Extension.SelectByID2(”curve_fight”,“REFERENCECURVES” 0,0,0,False,0,Nothing,0)
boolstatus 2 Part.SketchUseEdge2(False)
boolstatus=Part.Extension.SelectBylD2(”curve_left”,”REFERENCECURVES” 0,0,0,False,0,Nothing,0)
boolstatus 2 Part.SketchUseEdge2(False)
Part.Create3PointArc-0.001’p2_x,0.001+p2 y,0,0.001+p2_x,0.001+p2
y,_
0.0.0.00l*Rm,0
Part.Create3PointArc-0.001’p1..x,0.001’PLY,0·0.001+pl_x,0.001+pl_y,0.0,-0.00l oRm,0
Part.ClearSelecfion2 True
Part.ViewZoomtofit2
Part.InsertSketch2 True
2.渐开线叶型
如图5所示为二叶渐开线叶型示意图。


图5二叶渐开线叶型示意图

二叶渐开线叶轮自动建模算法与二叶圆弧线叶轮的相似,只不过参数方程不同,曲线数量不同。程序实现步骤如下:
STEP1:根据用户输入的设计参数,计算其它尺寸参数。
STEP2:根据渐开线参数方程,绘出第一象限的渐开线AB。
STEP3:由于叶型对称,根据步骤(2)的结果绘制出另外三条渐开线DE、GH、KJ。
STEP4:进入草绘状态,转换四条渐开线为草图实体,再画出上下左右四条圆弧线:BCD、删、EFG、KLA,绘出完整截面图。
(1)选取前视基准面,进入草绘模式
(2)选取四条渐开线,将其转换成草图实体
(3)通过第一象限渐开线上端点B,第二象限渐开线上端点D以及上叶峰圆弧顶点C这三点绘制出上圆弧线
(4)通过第三象限渐开线下端点H,第四象限渐开线下端点J以及下叶峰圆弧顶点I这三点绘制出下圆弧线
(5)通过第一象限渐开线下端点A,第四象限渐开线上端点K以及右叶谷圆弧顶点L这三点绘制出右圆弧线
(6)通过第二象限渐开线下端点E,第三象限渐开线上端点G以及左叶谷圆弧顶点F这三点绘制出左圆弧线
(7)完成草图绘制,退出草图模式
STEP5:拉伸实体,形成叶轮外形。
其中STEP3的算法与圆弧线叶型类似,区别是渐开线曲线参数方程与圆弧叶谷线参数方程不同,t的定义域为:tan(aI)≤t≤tan他)(al是起点压力角,a2是终点压力角)
3.摆线叶型
如图6所示为二叶摆线叶型示意图。


图6二叶摆线叶型示意图

第一象限的摆线由内摆线AB和外摆线BC光滑连接而成,因此考虑将内、外摆线合并统一作为一条摆线ABC看待,以简化编程.程序实现步骤如下:
STEP1:根据用户输入的设计参数,计算其它尺寸参数。
STEP2:根据摆线参数方程,绘出第一象限的摆线ABC。
STEP3:由于叶型对称,根据步骤(2)的结果绘制出另外三条摆线CDE、EFG、GHA。
STEP4:进入草绘状态,将四条摆线转换成草图实体,即完成草绘截面图。
STEP5:拉伸实体,形成叶轮外形。
其中要STEP2要考虑内、外摆线定义域和值域的不同。内摆线的定义域是:
0st≤t≤pi/4;外摆线的定义域是:pi/4≤t≤pi/2。程序中相对应的关键代码如下:
ParLlnsertCurveFileBegin
Fort=0To Pi/2Stepdt
Ift
X=@m’Cos(t))/2*(Rm ocos(3’t))/6
y=(Rm’Sin(t))/2+(Pan’Sin(3’t))/6
Else
X=(5’Rm’cos(t))/6+(Pan’Cos(5 01))/6
y=(5’Rm’Sin(t))/6+Oh’Sin(5’t))/6
EndIf
Pan.InsertCtrveFilePoint X‘0.001,Y‘0.001,0
Nextt

PartInsertCurveFileEnd


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