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1、基于UG的离心泵实体造型设计及研究口李沈坚口李春口周碧池上海理工大学动力工程学院上海2OO093摘要:基于uG技术,运用uG强大的曲面和实体功能分别对离心泵叶轮、叶片、蜗壳进行了三维实体造型。最后对数值模拟计算模型进行了造型。生成的实体模型便于修改,为数值模拟提供了精确的实体模型,有利于获得更为真实的离心泵内部流动情况。关键词:离心泵实体造型UG曲面设计中图分类号:TH3ll文献标识码:A文章编号:1Oo0—4998(2008)l1一o052—03为了获得性能优良的离心泵,传统的方法是先根该软件不仅具有强大的实体造型
2、、曲面造型、A类据模型换算法或速度系数法计算出流道、叶片截线、木曲面设计、虚拟装配和产生工程图等设计功能;而且,模截线及蜗壳形状,然后根据图纸制成模型,并在试验在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力台上反复试验,最终得出符合要求的离心泵。整个过程学分析和仿真模拟,提高设计的可靠性;同时,可用建费时、费力且成本高。为了解决这一问题,最有效的途立的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,其径是对整级离心泵进行三维造型,并通过流场分析来后处理程序支持多种类型数控机床。初步得到叶轮内部的压力、速度等分布状况,做出
3、初步基于UG的这些特点,本文基于uG,对整级离心的性能分析,为模型制造与生产节省成本和时间。泵进行三维实体造型,最后对数值模拟计算模型进行UG是集cAD/cAE/cAM为一体的三维参数化了造型。软件,为机械制造企业提供从设计、分析到制造过程中1叶轮三维模型设计及研究的建模,是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件,广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机1.1叶片三维建模械和电子等工业领域。将已知的叶片曲面上离散数据点导入uG,得到如收稿日期:2008年6月图1所示的离散点。使用uG曲面生成命令中的“通过高、
4、单色性好以及相干性好等特性。激光焊主要利用激为母材的95%,有些试样的抗拉强度甚至与母材相当,光光束的高度平行性、单色性和极高的功率密度或能但塑性略有下降。量密度等特点,焊接时采用YAG激光器,最大功率为42结论kw,工作表面被迅速加热升温、熔化并发生剧烈的汽化,巨大的金属蒸汽反冲压力使液体金属表面向下凹通过对Tc4钛合金常用的焊接方法进行总结(如陷,形成凹坑,周围熔化的金属和内部金属蒸汽等离子表4表示),得出最佳工艺参数,重点研究了YAG激光体形成焊接热源。激光焊焊接速度快,热影响区小。焊接,通过对比可以看出激光焊
5、接效果最好。钛合金焊接时,气孔是最容易出现的缺陷,占所有表4TC4钛合金焊接接头一些性能的比较缺陷的一半以上。为防止气孔,试件表面涂碱金属一碱焊接方法板厚焊缝宽度热影响区热影响区晶土金属的卤化物,结果气孔明显减少,而且焊缝宽度减/mm/mm宽度/mm粒尺寸/mm半,熔深增加一倍以上,这是因为碱金属一碱土金属的钨极氩弧焊1.657.9~9.52.500.89卤化物导入电弧区能使焊缝变窄,熔深增加。焊接过程钨极氩弧焊2.369.5~11.13.56~4.57O.89中,氩气从焊枪和焊接夹具两面同时加入,正反面保护高压电子
6、束焊接1.272.18O.05O.25一O.54气流量都在1O~26L/min之问变化,一般提前送气与高压电子束焊接2.4l1.52O.O50.25一O.64低压电子束焊接3.183.561.27O.25一O.64延时闭气时间为20—358。激光焊接2.87O.65O.O3O.I2~O.26为了提高接头激光焊后的性能,对接头部位进行了焊后热处理,热处理机制为480℃固溶强化+空冷+△80℃时效10h。热处理后接头的强度有很大的提高,约(编辑日月)2oo8/l1机械制造46卷第53l期点”,选择补片类型为单个,然后选择
7、“在多边形内的对阵列成一组数量为6片的叶片。叶片的三维造型完成,象成链”,用多边形将一些离散点包括在内,最终得到如图5所示。叶片曲面如图2所示。1.2轮毂、轮盖的三维造型将先前拟合成的前后盖板流线“回转”成实体。两条流线“回转”成实体的方法略有不同。先将前盖板线“回转”成片体,接着使用“加厚”命令将前盖板加上一定厚度,这样前盖板成为具有一定厚度的实体。而后盖板无法使用同样的方法进行加厚。使用另一种方法进行造型,首先将后盖板流线用“偏置曲线”命令向下偏置出一条曲线,然后端点连接,成为一个封闭的图形,使用uG的“偏置曲面
8、”命令,选择叶片曲面进行最后将此图形“回转”成实体,最终的结果如图6所示。曲面的偏置。uG偏置曲面的方式有“测量”、“公式”、最后将叶片组和前后盖板用“求和”命令,组合在“函数”、“参考”。本文采用均匀加厚2mm的方法,偏置一起,图7是隐去前盖板后的显示效果。出的曲面如图3所示。2蜗壳三维模型设计及研究蜗壳是离心泵的关键过流部件,它直接影响到离
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